BOLLEBYGDS KOMMUN Bollebygd Översvämningsutredning UPPDRAGSNUMMER 13004150 ÖVERSVÄMNINGSRISKER KOPPLADE TILL SKYFALL OCH HÖGA FLÖDEN I NOLÅN OCH SÖRÅN GBG VATTENSYSTEM ANNA KAUFFELDT MATS ANDRÉASSON ANDERS SÖDERSTRÖM OLIVIA SVENSSON ANDREAS P KARLSSON
2 (29)
Sammanfattning Sweco har på uppdrag av Bollebygds kommun utrett översvämningsrisker kopplade till kraftiga regn och höga flöden i vattendrag. Bollebygd befinner sig i en expansiv fas där flertalet exploateringar planeras, delvis i anslutning till Nolån och Sörån, vilket ger ett ökat behov av underlag för utvärdering av risker kopplat inte bara till befintlig bebyggelse utan även planerad. Inom ramen för detta projekt har avrinningsvägar och instängda områden karterats genom GIS-analys, i syfte att identifiera riskområden i händelse av extrem nederbörd. Karteringen omfattar tätorterna Bollebygd, Hultafors, Olsfors samt Töllsjö. Det kartunderlag som tagits fram visar instängda områden och vattnets ytliga avrinningsvägar vilket gör det möjligt att identifiera områden där lämplig höjdsättning och skyfallsavledning ovan mark måste säkerställas för att skyfall inte ska orsaka problem. Översvämningsrisker för mark intill vattendragen har utretts genom att upprätta hydrauliska modeller för att utvärdera vattennivåer och översvämningsutbredning för medelvattenföring, 100- och 200-årsflödet. Översvämningskarteringar genomförts längs Nolån för sträckan från dammen vid Horssared 23 till strax nedströms utloppet av Töllsjön och vidare från Holmen till strax efter sammanflödet med Sörån till Storån samt för Sörån för sträckan från Viaredssjöns utlopp till sammanflödet med Nolån. Den resulterande kartläggningen kan användas för insatsplanering av räddningstjänstens arbete och som underlag vid kommunens riskhantering och samhällsplanering. Översvämningszonerna, instängda områden och ytliga rinnvägar levereras som kartskikt i digital form för hantering i Geografiska InformationsSystem (GIS). Kartskikten levereras i format för ArcGIS i koordinatsystemet SWEREF 99 13 30 och i höjdsystemet RH2000. De digitala kartorna ska användarna kunna använda tillsammans med egna digitala bakgrundskartor för analyser och presentationer. Sweco rekommenderar att kartunderlaget används för att identifiera objekt som finns inom utpekade riskområden samt att ta fram åtgärdsplaner för skyfall/höga flöden. Kartorna är lämpliga att användas i planeringsprocesser för att tidigt uppmärksamma risker såsom viktiga ytliga avrinningsvägar inom planområden och säkerställa att dessa inte blockeras eller kan hanteras på annat lämpligt sätt. Sweco Skånegatan 3 Box 5397 SE 402 28 Göteborg, Sverige Telefon +46 (0)31 62 75 00 Fax www.sweco.se Sweco Environment AB RegNo: 556346-0327 Styrelsens säte: Stockholm Anna Kauffeldt Teknisk doktor/civilingenjör Sweco Sverige AB Telefon direkt +46 (0)3 162 75 23 Mobil +46 (0)725 23 30 39 anna.kauffeldt@sweco.se
Innehållsförteckning 1 Inledning 1 1.1 Syfte 1 1.2 Avgränsning 2 2 Ytavrinningskartering över tätorter 3 2.1 Metod 3 2.1.1 Underlag 3 2.1.2 Programvara 3 2.1.3 Modifiering av höjdmodell 3 2.1.4 Beräkning av instängda områden 4 2.1.5 Identifiering av riskområden för översvämning 5 2.2 Resultat 6 2.2.1 Kvalitet 6 2.2.2 Bollebygd 6 2.2.3 Hultafors 8 2.2.4 Olsfors 8 2.2.5 Töllsjö 9 3 Översvämningskartering längs vattendrag 9 3.1 Allmänt om översvämningskarteringar för vattendrag 9 3.1.1 Flöden och återkomsttid 9 3.2 Metod 10 3.2.1 Hydrologisk analys 10 3.2.2 Hydrauliska beräkningar 11 3.2.3 Framtagning av översvämningskartor 14 3.2.4 Kvalitetskontroll av hydrauliska beräkningar 14 3.3 Resultat 15 3.3.1 Vattenståndsprofiler 15 3.3.2 Utbredning 17 4 Slutsatser och rekommendationer 20 4.1 Skyfall 20 4.2 Höga flöden 21 5 Referenser 21 6 Leverans av GIS-filer 22 6.1 Skyfall 22
6.2 Höga flöden 23 Bilagor Bilaga 1a Bilaga 1b Bilaga 1c Bilaga 1d Bilaga 1e Bilaga 2 Bilaga 3 Bilaga 4 Bilaga 5 Bilaga 7 Bilaga 8 Bilaga 9 Bilaga 10 Bilaga 11 Bilaga 12 Bilaga 13 Skyfallskartering Bollebygd Index Skyfallskartering Bollebygd Södra Skyfallskartering Bollebygd Östra Skyfallskartering Bollebygd Västra Skyfallskartering Bollebygd Norra Skyfallskartering Hultafors Skyfallskartering Olsfors Skyfallskartering Töllsjö Hydrologisk analys och komplett flödestabell Översiktlig översvämningskartering Översvämningskartering Hultafors Översvämningskartering Olsfors Översvämningskartering Råssa/Industristräckan Översvämningskartering Forssa/sammanflödet Översvämningskartering norr om Forssa/Nolån Översvämningskartering Töllsjö Bilaga 6 har utgått.
1 Inledning Bollebygds kommun befinner sig i ett expansivt skede och är idag en av Sveriges snabbast växande kommuner. Bollebygds kommuns utvecklingsplan visar på en stark tillväxtvision med tänkt ny bebyggelse i ett flertal områden i anslutning till kommunens tätorter. En viktig aspekt vid planering av ny bebyggelse är utvärdering av olika typer av risker som denna kan utsättas. Risker kopplade till översvämningar är en viktig del i ett sådant arbete och omfattar översvämningsrisker från två håll: dels från stigande nivåer i sjöar och vattendrag till följd av höga flöden och dels från tillfälliga vattensamlingar och ytliga flödesvägar till följd av kraftiga regn. Sweco har på uppdrag av Bollebygd kommun genomfört en kartering av instängda områden och ytliga avrinningsvägar för att belysa skyfallsrisker för tätorterna Bollebygd, Hultafors, Olsfors och Töllsjö. Alla fyra tätorter i kommunen ligger intill större vattendrag och Sweco har därför även tagit fram hydrauliska modeller för att utreda och kartera översvämningsriskerna från vattendragen Nolån och Sörån. Denna rapport utgör en sammanställning av resultaten av dessa karteringar och består i två huvuddelar som berör de olika riskerna (skyfall/höga flöden) separat och hur dessa ska tolkas samman med en kort beskrivning av förutsättningarna och metodiken för de olika karteringarna. I slutet ges en samlad bild av de identifierade riskerna kopplade till både skyfall och höga flöden. Med skyfall avses i denna rapport inte ett regn med en viss återkomsttid eller volym utan används i en vid bemärkelse av ett potentiellt kraftigt/häftigt regn. Analysen som genomförts för att identifiera risker är rent topografisk och visar på potentiell ytavrinning och skall inte förväxlas med en analys av exempelvis ett 100-årsregn. Förutom bilder och kartmaterial i rapporten så levereras även ytavrinningsstråk, instängda områden och riskområden som GIS-filer. Resultaten kan användas för bland annat riskanalyser, översvämningsförebyggande åtgärder, vid planarbete och VAplanering. 1.1 Syfte Syftet med utredningen är att utvärdera översvämningsrisker för befintlig och planerad bebyggelse i Bollebygds kommun genom att: lokalisera topografiskt instängda områden och vattnets naturliga väg över markytan, och utifrån det identifiera riskområden för översvämning orsakad av skyfall. kartlägga översvämningsnivåer och -utbredning för höga flöden i Nolån och Sörån 1(23)
1.2 Avgränsning Nolån rinner från norra delen av kommunen ner mot sydväst genom/förbi Töllsjö och Bollebygd tätort och rinner där samman med Sörån som rinner västerut genom/förbi Hultafors, Olsfors och Bollebygd tätort innan sammanflödet med Nolån. Efter sammanflödet bildar Nolån och Sörån tillsammans Storån. Utredningen omfattar tätorterna Bollebygd, Hultafors, Olsfors och Töllsjö samt sträckorna längs Nolån och Sörån som är markerade i Figur 1. Figur 1 Utredningsområden. De instängda områden och ytliga avrinningsvägar som redovisas bygger helt och hållet på en högupplöst digital höjdmodell. Karteringen är inte kopplad till en bestämd nederbördsvolym, varaktighet eller återkomsttid. Ledningsnät, dagvattensystem och grundvatten ingår inte i analysen utan den beskriver ytvattnets påverkan under ett översvämningsförlopp. Studier av enskilda fastigheter ingår ej. 2(23)
2 Ytavrinningskartering över tätorter 2.1 Metod 2.1.1 Underlag Följande underlag har använts vid karteringen: Lantmäteriets nationella höjdmodell: både i form av LAS-filer (Bollebygd tätort) samt 2ˣ2 m raster nedladdat från Scalgo Ortofoto 2.1.2 Programvara För kartering och bearbetning av underlagsmaterialet har ArcGIS version 10.3 från ESRI samt Scalgo använts. Båda bygger på samma principer och ger helt jämförbara resultat. 2.1.3 Modifiering av höjdmodell Markpunkterna i LAS-filerna har interpolerats till en höjdmodell med 1*1 meters upplösning för Bollebygd tätort. För övriga områden användes redan befintlig höjdmodell med en upplösning om 2ˣ2 m. Byggnader har integrerats i höjdmodellen så att avrinningen beräknats runt byggnaderna istället för igenom. Vid broar har marknivån under broarna använts (principexempel i Figur 2). Marknivån under bron har lagts in i höjdmodellen. Röd linje = avrinningsväg Byggnader Figur 2 Hantering av vägbroar och byggnader. 3(23)
Vattenytor enligt Fastighetskartan, bortsett från ett antal småtjärnar/våtmarker, har maskats bort ur modellen och ingår inte i beräkningen. Diken och bäckar och andra mindre vattenytor betraktas som markyta i avrinningsanalysen. Principen för hur vattendrag hanterats visas i Figur 3. Diken beräknas på samma sätt som markyta Stora vattenytor är bortmaskade i modellen Figur 3 - Hantering av vattendrag. 2.1.4 Beräkning av instängda områden Samtliga instängda områden i höjdmodellen har fyllts upp till det instängda områdets bräddnivå. Bräddnivån är den nivå som vattnet i en lågpunkt måste stiga till innan vatten spiller över och kan avrinna över markytan i riktning från det instängda området. För att djup och utbredning av de instängda områdena ska framträda, subtraheras marknivån enligt höjdmodellen från de instängda områdenas bräddnivåer. Beräknat djup/utbredning motsvarar därmed teoretiskt största djup/utbredning för det instängda området. Ur höjdmodellen med fyllda instängda områden beräknas avrinningsvägarna. Avrinningsvägarna beräknas enligt D8-algoritmen, som i korthet kan förklaras med att en tänkt vattendroppe hela tiden söker sig mot den lägsta punkten i omgivningen. Eftersom de instängda områdena är fyllda i höjdmodellen redovisas avrinningsvägarnas väg över de instängda områdena istället för mot lågpunkten. 4(23)
Figur 4 - Principillustration. Avloppssystem, trummor och kulvertar finns inte med i beräkningen eftersom de förväntas vara fullt utnyttjade vid ett skyfall. 2.1.5 Identifiering av riskområden för översvämning En del kunskap om framtida risker för översvämningar kan hämtas från historiska händelser. Detta är dock beroende av god dokumentation, och att det finns erfarenhet från en faktisk översvämning på just den platsen. Skyfall inträffar ofta mycket lokalt. Även inom en tätort kan skillnaderna i nederbördsmängd, vid ett och samma tillfälle, vara mycket stora. Genom att studera kartorna utifrån nedan listade förutsättningar fås en indikation om var sannolikheten för översvämningar är störst i samband med extrema skyfall. Förutsättningarna är hämtade från slutsatser i tidigare utredningar och teknikutvecklingsprojekt samt inträffade nederbördstillfällen i andra orter, däribland Sundsvall, Bohus, Karlstad och Jönköping. Indikation om var sannolikheten för översvämningar är störst: Avrinningsvägar - I områden där många avrinningsvägar sammanstrålar samt längs de större avrinningsvägarna, de tjockare röda linjerna (>20 ha tillrinnande område). Instängda områden - Instängda områden indikerar var översvämningar kan ske när dagvattenförande ledningar går fulla. Eftersom rännstensbrunnar och avloppssystem normalt är anpassade för att avleda små regn klarar dessa inte att svälja de stora regnmängder som uppstår vid kraftiga skyfall. Därmed ökar risken för översvämning. - Områden med många små instängda områden, som ser ut som små fläckar på kartan, bör uppmärksammas. I villaområden är det sannolikt källarnedfarter som syns. I naturmark är det en indikation på vattensjuka områden. Stark lutning 5(23)
2.2 Resultat - Nedanför områden med kraftiga släntlutningar. Det snabba avrinningsförloppet kan orsaka översvämning även om avrinningsområdet är litet. I avsnitt 3.2 3.5 ges en beskrivning av huvudavrinningsstråken för respektive tätort. För varje tätort har prioriterade riskområden tagits fram med hänsyn till avrinningsvägar och instängda områden (baserat på förutsättningarna listade i avsnitt 2.5). Avsnitten bör läsas samman med det kartmaterial som återfinns i Bilaga 1 4. I dessa redovisas markerade huvudavrinningsstråk och prioriterade riskområden. 2.2.1 Kvalitet Den höjddata som utgör underlag för beräkningen sätter begränsningen för största möjliga noggrannhet i karteringen. Höjddata har upplösningen 1ˣ1 2ˣ2 m vilket medför att vissa mindre detaljer som påverkar ytavrinningen, till exempel trottoarkanter, inte är representerade fullt ut i beräkningarna. De instängda områdena bedöms emellertid stämma väl överens med verkligheten. Avrinningsvägarna bedöms ha hög tillförlitlighet, men kan brytas av kantstenar och mindre vallar som inte fångats upp i skanningen eller försvunnit i interpoleringen. Avrinningsvägarna i kartorna är beräknade ovanpå de instängda områdena. Det är den kortaste sträckan från där avrinningsvägen når det instängda området, till områdets avledningspunkt som redovisas. Inte vägen ner till lägsta punkten. Uppdraget har inte innefattat verifiering av de identifierade riskområdena i fält. 2.2.2 Bollebygd I Bollebygd tätort och närområde sker den huvudsakliga avrinningen mot Nolån och Sörån. Huvudstråken är listade nedan med beteckningar enligt markeringar i Bilaga 1. En kort beskrivning följer: B1: Större avrinningstråk från nordväst som rinner ner mot Nolån (Bilaga 1b). B2 B3: Större avrinningstråk från nordväst som rinner längs väg 40 ner mot Nolån (Bilaga 1b). B4: Avrinningsstråk som rinner genom jordbruksmark sydväst mot Nolån med stor tillrinnande yta som sträcker sig norr om Hindåsvägen (Bilaga 1b och 1d). B5 8: Större avrinningsstråk från sydöst som rinner ner mot Sörån (Bilaga 1b). B9: Avrinningsstråk öster ut längs väg 40 mot Sörån (Bilaga 1c). B10: Avrinningsstråk väster ut längs väg 40 mot Sörån (Bilaga 1c). B11 B12: Större avrinningsstråk som korsar väg 40 på vägen norrut mot Sörån (Bilaga 1c). 6(23)
B13: Större avrinningsstråk som korsar bostadsbebyggelse och järnväg på väg söder ut mot Sörån (Bilaga 1c). B14: Flera avrinningsstråk som rinner samman till ett större på väg mot Nolån (Bilaga 1c). B15 18: Större avrinningstråk från brantare terräng i väster som rinner genom jordbruksmark öster ut ner mot Nolån (Bilaga 1d 1e). B19: Större avrinningstråk från brantare terräng i öster som rinner genom jordbruksmark och invid bebyggelse väster ut ner mot Nolån (Bilaga 1e). B20: Mycket stort avrinningstråk från brantare terräng i öster som rinner genom bebyggelse mot sydväst ner till Nolån (Bilaga 1e). Nedan redovisas ett urval av riskområden. I översiktskartan består markeringarna av punkter, men syftar på hela områden. Urvalet begränsar sig till områden inom tätorten. Urvalet av riskområden är gjort så att viktiga områden avseende framkomlighet eller omfattning av potentiell skada markerats (viktiga vägar eller många berörda fastigheter exempelvis). Enskilda gator, viadukter, fastigheter och andra till ytan små riskområden markeras ej. Läs även avsnitt 0 för hur fler riskområden kan identifieras. b1: Möjligt riskområde på grund av lågpunkt i väg (Bilaga 1b). Om vatten blir stående riskeras framkomlighet, men för att avgöra om risk verkligen föreligger måste avledning från väg och eventuella kulverteringar utredas. b2: Instängt område som beroende på om det finns kulvertering under Rinnavägen i västra delen av lågpunkten kan förvärra situationen i o1. Dock rinner inga stora ytor till denna lågpunkt (Bilaga 1b c) b3: Avrinningsstråk genom område i centrumbebyggelse med flera lågpunkter där vatten blir stående vid skyfall (Bilaga 1c). Kan påverka tillfälligt framkomlighet och måste beaktas vid ny planer/exploateringar. b4: Större instängt område i anslutning till bostäder (Bilaga 1c). Väl fungerande avledning med tillräcklig kapacitet under väg/järnväg viktig vid kraftiga regn. b5: Avrinningsstråk genom bostadsbebyggelse med källare (Bilaga 1c). b6: Avrinningsstråk som rinner genom bostadsbebyggelse med flera lågpunkter och kan orsaka skada (Bilaga 1e). b7: Stort avrinningsstråk som stora tillrinnande ytor som korsar flera vägar: En grön korridor längs stråket begränsar risken, men god avledningskapacitet är viktig (Bilaga 1e). b8: Större avrinningstråk som rinner mot större lågpunkt i exploateringsområde (Bilaga 1e). Ett flertal av de större avrinningsstråken som rinner från brant terräng i väster och ner öster ut mot Nolån rinner invid bebyggelse där branterna övergår i jordbruksmark (Bilaga 7(23)
1a och 1d). Inget särskilt riskområde har pekats ut här, men kombinationen av brant lutning och att stora ytor rinner ner mot denna bebyggelse gör den riskutsatt. Områden som vid en första anblick kan framstå som riskutsatta, men som ej bedömts som riskutsatta i denna analys är exempelvis den djupa lågpunkten mellan järnvägen och Rävlandavägen som står ut i Bilaga 1b. Visserligen rör det sig om en djup lågpunkt, men det finns inget stort område som rinner av till denna (snarare fungerar väg och järnväg som barriärer), vilket gör att riskerna här bedöms som små. 2.2.3 Hultafors Genom Hultafors sker ytavrinningen till största delen i riktning mot Sörån och Viaredssjön. Analysen visar inte på några större huvudstråk (> 20 ha tillrinnande yta), dock kan den branta terrängen på ömse sidor om Sörån ge betydande flöden även för mindre avrinningsstråk. Utifrån ett riskperspektiv är det huvudsakligen begränsningar i kapacitet för kulvertering under väg som kan komma ifråga, såsom exemplifierat med markering h1 i Bilaga 2. Skulle kapaciteten vara för liten kan framkomligheten riskeras, men en sådan analys ligger utanför syftet med denna utredning. Riskområde h2 utgörs av en lågpunkt i Hultafors-/Göteborgsvägen där den korsar järnvägen. Här finns betydande risk för begränsad framkomlighet vid kraftiga regn på grund av vatten som blir stående och kan bli djupare än denna analys visar på grund av osäkerhet i vägnivåerna under järnvägen. 2.2.4 Olsfors Genom Olsfors sker ytavrinningen till största delen i riktning mot Sörån. Två större avrinningsstråk rinner samman i samhället till ett gemensamt avrinningsstråk (O1), vilket markerats i Bilaga 3. Stora ytor från väster och öster belastar på detta sätt ett centralt avrinningsstråk. Nedan redovisas ett urval av riskområden. I översiktskartan består markeringarna av punkter, men syftar på hela områden. Urvalet begränsar sig till områden inom tätorten. Enskilda gator, viadukter, fastigheter och andra till ytan små riskområden markeras ej. o1: Flera avrinningstråk rinner samman till lågpunkt och kan utgöra risk för byggnader och framkomlighet på väg. o2: Lågpunkter invid byggnader o3: Större lågpunkt på väg, vilken kan utgöra risk för framkomlighet o4: Avrinningsstråk genom brant släntlutning rinner ned till lågpunkter intill byggnader o5: Det stora avrinningsstråket O1 utgör en risk då det kommer innebära mycket vatten på vägar vilket kan innebära risk gällande framkomlighet men också risker för byggnader i stråket. 8(23)
Invid järnvägen observeras ett flertal lågpunkter varav två större, men dessa i sig utgör ingen risk. Avgörande är istället dimensionering av kulvertar under järnvägen, vilket ligger utanför syftet med denna utredning. Påverkan av banvallens stabilitet vid ensidigt vattentryck har inte beaktats. 2.2.5 Töllsjö Genom Töllsjö sker ytavrinningen till största delen i riktning mot Nolån. Endast två större (>20 ha) avrinningsstråk (T1 och T2) observeras i området, vilka finns markerade i Bilaga 4 samman med riskområden för Töllsjö. Båda avrinningsstråken rinner från brantare mark ner mot flackare jordbruksmark. Nedan redovisas ett urval av riskområden. I översiktskartan består markeringarna av punkter, men syftar på hela områden. Urvalet begränsar sig till områden inom tätorten. Enskilda gator, viadukter, fastigheter och andra till ytan små riskområden markeras ej. t1: Avrinningsstråk som går genom centrala delarna av Töllsjö och ger vattenansamling i flertalet mindre lågpunkter. t2: Ett flertal fastigheter ligger nedanför kraftigt sluttande terräng där flödena kan bli stora trots att ytorna som ligger på inte är så stora (<20 ha). I området finns ett flertal lågpunkter i jordbrukslandskapet, men det finns inga byggnader i anslutning till dessa varför de inte anses utgöra någon risk. 3 Översvämningskartering längs vattendrag 3.1 Allmänt om översvämningskarteringar för vattendrag För att kunna beräkna vattennivåer och utbredning av en översvämning för ett flöde med en viss återkomsttid används en hydraulisk beräkningsmodell. Modellen innehåller information om flöden, höjddata och strukturer i vattendraget såsom broar och dammar samt andra fysiska strukturer som påverkar vattnets rörelser. Modellen innehåller också uppgifter om vattendragets övriga egenskaper som lutning och bottenfriktion samt landskapets topografi, geometri och friktion. Kartläggning av översvämmat område sker med hjälp av GIS. Vattenstånden längs hela vattendragssträckan interpoleras fram mellan tvärsektionerna. Genom att jämföra nivåer hos den simulerade vattenytan med nivåer i terrängmodellen får man fram det översvämmade området. 3.1.1 Flöden och återkomsttid Som mått på översvämningsrisken används ofta begreppet återkomsttid, vilket betecknar den genomsnittliga tiden mellan två översvämningar av samma omfattning. Begreppet återkomsttid 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. 9(23)
Tabell 1 visar den sammanlagda sannolikheten för att ett flöde med en viss återkomsttid ska överskridas under en längre tidsperiod. Ett flöde med återkomsttiden 100 år (betecknat 100-årsflöde i tabellen) har till exempel 40% sannolikhet att inträffa under en 50-årsperiod och ett flöde med återkomsttiden 10000 år (10000-årsflöde i tabellen) har 1% sannolikhet att inträffa under en 100-årsperiod. Tabell 1. Sannolikhet för ett visst flöde uttryckt i % under en period av år. Period av år Flöde 10 år 50 år 100 år 200 år 500 år 1 000 år 20-årsflöde 40 92 99 100 100 100 50-årsflöde 18 64 87 98 100 100 100-årsflöde 10 40 63 87 99 100 200-årsflöde 5 22 39 63 92 99 1000-årsflöde 1 5 10 18 39 63 10000-årsflöde 0,1 0,5 1 2 5 9,5 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 tre nivåer som motsvarar medelvattenföringen (MQ), ett flöde med 100 års återkomsttid (100-årsflödet, HQ100) och ett flöde med 200 års återkomsttid (HQ200). 3.2 Metod I detta kapitel förklaras övergripande de hydrologiska analyser och beräkningar som gjorts för att ta fram randvillkor (flöden) för vattendragen samt översiktligt det hydrauliska modellsystemet som använts och upprättandet av de hydrauliska modellerna över Nolån och Sörån. 3.2.1 Hydrologisk analys Nolåns huvudavrinningsområde har en area av ca 210 km 2 med en sjöandel på 3,4% och Söråns avrinningsområde är ungefär hälften så stort (ca 110 km 2 ) med en liknande sjöandel (3,7%). Som underlag för översvämningsberäkningar har flöden räknats fram för ett antal platser längs Nolån och Sörån. Dessa har räknats fram genom olika riktlinjer (Vägverket, 2008 och Trafikverket, 2014) och analyserats samman med flödesinformation från SMHI (både från mätningar och modellberäkningar) samt broritningar. Den detaljerade hydrologiska analysen och fullständiga flödestabeller redovisas i Bilaga 5 samman med diskussion kring slutligt val av flöden, vilka här endast redovisas kort i Tabell 2. 10(23)
Tabell 2. Flödesdata (m 3 /s) som använts vid de hydrauliska beräkningarna. MQ, HQ100 och HQ200 definieras i avsnitt 3.1.1. Plats Riktlinjer MQ HQ100 HQ200 Töllsjö inlopp Töllsjön Trafikverket, 2014 1,08 21 25 Töllsjö utlopp Töllsjön Trafikverket, 2014 1,28 23 27 Nolån vid Holmen Vägverket, 2008 3,00 52 62 Nolån vid sammanflödet med Sörån Vägverket, 2008 4,19 71 84 Sörån utflödet från Viaredssjön Vägverket, 2008 1,37 15 18 Sörån vid sammanflödet med Nolån Vägverket, 2008 2,16 34 41 3.2.2 Hydrauliska beräkningar I detta projekt har en endimensionell hydraulisk programvara utvecklad av DHI använts för att beräkna vattennivåerna i vattendragen. Programvaran, MIKE 11, beräknar nivåerna utifrån givna randvillkor (huvudsakligen flöden) och vattendragens geometri och fysiska egenskaper. MIKE 11 är en standardprogramvara för modellering av vattendrag och ligger bl.a. till grund för många av de översvämningskarteringar som utförts av Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB). Resultaten från modellen i form av vattennivåer bearbetas sedan i GIS för att skapa utbredningskartor för olika flödesscenarier. 3.2.2.1 Underlag Noggrannheten i en hydraulisk modell bestäms av kvaliteten och detaljgraden i den indata som används för modellen. Den flödesdata som tagits fram för modelleringen i detta projekt beskrivs i föregående kapitel, men geometrin och övriga förutsättningar beskrivs här. Den geometriska beskrivningen av vattendraget i modellen består i tvärsektioner som både definierar själva åfåran och svämplanet. För att kunna beskriva åfåran har Sweco gjort inmätningar av Nolån och Sörån i fält under jan maj 2018 (Figur 5). 11(23)
Figur 5. Översikt över inmätningar. Svämplanet avser den yta som normalt sett inte är ställd under vatten utan endast översvämmas vid höga flöden. I den hydrauliska modellen beskrivs svämplanet utifrån Lantmäteriets nationella höjddatabas, vilken har en upplösning av 2 2m och en noggrannhet omkring ±1 cm för öppna väldefinierade ytor och något lägre för ytor med kraftig vegetation/branter. Höjddata för svämplan sammanfogas med data från inmätningarna för att beskriva vattendraget i sin helhet för att kunna beskriva både lägre flöden, då vatten endast strömmar i åfåran och högre flöden där vattendraget bräddar ut i svämplanet intill (Figur 6). 12(23)
Figur 6. Utdrag ur den bearbetade höjdmodellen som beskriver både åfåra och omgivande mark. För att beskriva vattendraget fullt ut i modellberäkningarna anges råheten (friktionen) som Mannings tal och har ansatts till 20 i båda modelltillämpningarna i detta projekt då avsaknad av uppmätta flöden och nivåer förhindrar kalibrering av denna och fältbesök inte gett anledning att differentiera råheten för olika sträckor. Kvalitetskontroller i avsaknad av kalibreringsdata presenteras i avsnitt 0. Broar och dammar har antingen mätts in i fält eller hämtats från Trafikverkets databas (Bro och Tunnel Management - BaTMan) och sammanlagt finns 4 dammar och 53 broar inlagda i modellerna. En geografisköversikt över de broar som lagts in i modellerna samman med de benämningar som används i utredningen ges i Bilaga 6. 3.2.2.2 Modelleringsförutsättningar Följande antaganden har gjorts vid beräkningarna: Alla dammar och broar står kvar vid höga flöden. Simuleringarna bygger på att vattnet är rent. I verkligheten följer träd, buskar och jord med. Ingen hänsyn har tagits till vind- och vågpåverkan vid beräkning av vattenstånd. Modellerna är upprättade i koordinatsystem SWEREF 99 13 30 och höjdsystem RH2000. Mjukvaruversionen som använts är Mike Zero release 2016 service pack 3. 13(23)
3.2.3 Framtagning av översvämningskartor Det geografiska informationssystemet ArcGIS har använts för interpolering av beräknade vattenstånd mellan tvärsektionerna för att få fram översvämningens geografiska utbredning. Vattnet tillåts översvämma sidofåror till huvudfårans vattennivå. För beskrivning av topografin används samma höjddata som vid konstruktionen av tvärsektionerna. 3.2.4 Kvalitetskontroll av hydrauliska beräkningar Det har inte varit möjligt att kalibrera eller validera modellerna mot uppmätta flöden och vattennivåer. Dock har kvalitetskontroller gjorts genom jämförelse av angivna nivåer för högsta högvatten i broritningar och mätningar av vattennivåer i fält. Kontrollerna kan inte garantera riktigheten i modellresultaten, men rimligheten i erhållna resultat kan bedömas och därmed ge ett mått på modellernas förmåga att representera det verkliga systemet. 14(23)
3.3 Resultat 3.3.1 Vattenståndsprofiler Vattenståndsprofilerna för Nolån från Holmen ner till sammanflödet till Storån visar att alla broar utom en är framkomliga även vid 200-årsflödet. Den bro som överströmmas vid 200-årsflödet är en gång- och cykelväg som leder mellan Bollebygdskolan och busshållplatsen vid Krokdalsvägen. Figur 7. Vattenståndsprofiler för Nolån från ridskolan ner till strax efter sammanflödet till Storån. Startpunkt för linje markerar nivå för överkant av bro. Bron vid Bollebygdskolan klarar ett 100- årsflöde, men inte ett 200-årsflöde. Även för Sörån klarar sig de flesta broarna utan överströmning även för 200-årsflödet. De som överströmmas är en mindre stenbro mellan korsningen med Boråsvägen och dammen vid Hultafors (tumstocksfabriken), ett par mindre broar vid själva tumstocksfabriken, en mindre gångbro vid Bollenkollen samt bron där Eriksbergsvägen korsar ån. 15(23)
Figur 8. Vattenståndsprofiler för Sörån från Viaredssjön ner till sammanflödet med Nolån. Startpunkt för linje markerar nivå för överkant av bro. För sträckan av Nolån uppe vid Töllsjö så drabbas två broar av överströmning: bron vid den lilla dammen vid Horssared Södergården 28 och bron vid inloppet till Töllsjön. Övriga broar klarar även det högsta flödet. 16(23)
Figur 9. Vattenståndsprofiler för Nolån genom Töllsjö. Startpunkt för linje markerar nivå för överkant av bro. 3.3.2 Utbredning I detta avsnitt visas endast mindre kartbilder över vattenytornas utbredning för de olika flödena och för större kartbilder hänvisas till översikten i Bilaga 7 samt de mer detaljerade bilderna i därpå följande bilagorna 8 13. I Figur 10 Figur 12 visas översiktligt utbredningen av vattenytorna för de olika åsträckorna och flödena. Det bör påpekas att lågstråk i svämplanet som ligger under vattenytan i huvudfåran förutsätts vara i förbindelse med huvudfåran. I vissa fall kan en höjdrygg såsom en vägkropp ligga emellan lågstråket och huvudfåran. För at avgöra om en sådan höjdrygg utgör ett faktiskt hinder krävs kännedom om huruvida det finns trummor eller liknande som kan sätta de båda i förbindelse genom bakdämning och eventuellt genomsläppligheten då även en vägbank utan trummor kan släppa igenom vatten om vattnet står och trycker emot under en något längre tid. Ett sådant exempel syns markerat i Figur 10 och i detta fall har det konstaterats i fält att det finns trummor under vägen vilket gör att utbredningen till öster om Töllsjövägen är sannolik i en verklig högflödessituation. I andra fall kan det vara så att översvämningsytan överskattas då ingen förbindelse finns. Det krävs då en mer detaljerad analys av enskilda lågpunkter/lågstråk och deras eventuella förbindelse med huvudfåran. 17(23)
Figur 10. Översiktlig översvämningsutbredning för Nolån från ridskolan ner till strax efter sammanflödet till Storån samt nedre delen av Sörån. Röd pil markerar den översvämningsyta som diskuteras i stycket ovan bilden. 18(23)
Figur 11. Översiktlig översvämningsutbredning för Sörån från Viaredssjön till Bollebygd tätort. 19(23)
Figur 12. Översiktlig översvämningsutbredning för Nolån genom Töllsjö. 4 Slutsatser och rekommendationer 4.1 Skyfall Resultat av genomförd kartering ger en indikation om vilka riskområden som finns i Bollebygd, Hultafors Olsfors och Töllsjö tätorter i händelse av extrem nederbörd. Framtagna kartor underlättar för identifiering av flaskhalsar där höjdsättning och skyfallsavledning ovan mark måste säkerställas för att inte orsaka problem. Instängda områden och avrinningsvägar levereras i GIS-format som kan importeras till kommunens egna GIS-system. Dessa kan kombineras med annan typ av GIS- 20(23)
information, exempelvis jordartskarta för att analysera skredrisk, eller samhällsviktiga objekt för att prioritera riskområden. Av de riskområden som identifierats med avseende på lågpunkter och avrinningsvägar är vissa mindre allvarliga än andra. Riskområden kan utvärderas ytterligare med avseende på samhällsviktiga funktioner, ekonomiska värden, infrastruktur, säkerhet etc. Vissa områden har i denna rapport betraktats som ej riskområden trots att det rör sig om instängda områden. Denna bedömning har gjorts utifrån dagens situation, men lågpunkterna bör givetvis beaktas vid planering för exploatering och liknande. I ett fortsatt arbete kan identifierade riskområden studeras närmare i en hydraulisk modell för att simulera ett dynamiskt händelseförlopp för nederbörd med olika återkomsttider. Åtgärdsförslag för skyfall bör tas fram och utvärderas och exempelvis redovisas i en skyfallsplan. 4.2 Höga flöden Sweco har baserat på underlag insamlat i fält, från databaser samt Bollebygds kommun byggt upp två hydrauliska modeller som omfattar Nolån för sträckan från dammen vid Horssared 23 till strax nedströms utloppet av Töllsjön och vidare från Holmen till strax efter sammanflödet med Sörån till Storån samt för Sörån för sträckan från Viaredssjöns utlopp till sammanflödet med Nolån. Kalibrering av modellerna har inte varit möjlig, men rimligheten i beräknade nivåer har i så stor omfattning som möjligt kontrollerats gentemot nivåer angivna i broritningar och från mätningar i samband med fältarbete. Översvämningskarteringarna som presenteras i denna rapport kan användas för planering av bebyggelse i anslutning till de undersökta åsträckorna. De GIS-lager som levereras samman med denna rapport lämpar sig väl för att läggas samman med exploateringsplaner i GIS-programvara för att på så sätt få en samlad bild av gränsområdet mellan översvämningsutbredning och byggplaner. Det bör dock påpekas att de utbredningskarteringar som presenteras i denna rapport och i medföljande GISlager är behäftade med osäkerheter kopplat till tillgång och kvalitet av indata till modellerna. Vid planering bör man därför beakta säkerhetsmarginaler. 5 Referenser Sweco, 2018. Avrinningskartering Bollebygd (under sammanställning). Uppdragsnummer: 13004150 Trafikverket, 2014. Avvattningsteknisk dimensionering och utformning MB31. TDOK 2014:0051 Vägverket, 2008. VVMB 310. Hydraulisk dimensionering. Publikation 2008:61 21(23)
6 Leverans av GIS-filer 6.1 Skyfall Ytavrinningsstråk, instängda områden och riskområden levereras i antingen shape- eller tif-format. Samtliga levererade filer har koordinatsystemet Sweref 99 13 30. Filerna med avrinningsvägar och instängda områden (djup) är indelade i tre områden: Bollebygd, Olsfors/Hultafors och Töllsjö Namn Område_ytavrinning.shp Innehåll Ytliga avrinningsvägar. Visas tillsammans med djupfilerna. Filen är indelad i tre klasser som beskriver hur stort det tillrinnande området är: Gridcode 5000: 0,5 1 ha Gridcode: 1: Gridcode 20: 1 20 ha > 20 ha avrinningsstråk.shp Område_djup.tif Punktobjekt som innehåller alla utpekade huvudavrinningsstråk enligt numrering i rapporten. Instängda områden. Filen innehåller information om områdenas djup. Value Djup 20 0 0,2 m 40 0,2 0,4 m 60 0,4 0,6 m 80 0,6 0,8 m 100 0,8 1,0 m 500 > 1,0 m riskområden.shp layout_djup.lyr layout_ytavrinning.lyr Område med förhöjd översvämningsrisk p g a skyfall. Layout till djupfilerna för samma utseende som i levererade kartor Layout till avrinningsvägarna 22(23)
6.2 Höga flöden Samtliga levererade filer har koordinatsystemet Sweref 99 13 30. Ytskikt Vattenytan för medelvattenföring för Töllsjösträckningen Översvämningsytan för 100-årsflöde för Töllsjösträckningen Filnamn tollsjo_mq.shp tollsjo_hq100.shp Översvämningsytan för 200-årsflöde för Töllsjösträckningen tollsjo_hq200.shp Vattenytan för medelvattenföring för övriga sträckningen Översvämningsytan för 100-årsflöde för övriga sträckningen bollebygd_mq.shp bollebygd_hq100.shp Översvämningsytan för 200-årsflöde för övriga sträckningen bollebygd_hq200.shp 23(23)