16.09.2013 Views

pdf-fil - Arvika

pdf-fil - Arvika

pdf-fil - Arvika

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken – hydrodynamisk beräkning av baroklina<br />

transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor)<br />

__________________________________________________________________________________<br />

Hydrodynamisk beräkning av baroklina transportkapaciteten för<br />

översvämningsskyddet och för sundet mellan Glafsfjorden och Kyrkviken<br />

Sammanfattning<br />

I föreliggande rapport används hydrodynamiska metoder för att beräkna den baroklina<br />

transportkapaciteten för såväl sundet mellan Glafsfjorden och Kyrkviken som det föreslagna<br />

översvämningsskyddet. Analysen visar bl.a. att strömhastigheten i undre skiktet är väl så hög<br />

över de lutande bottnarna vid stränderna som ute i sundet.<br />

Den baroklina transportkapaciteten uttrycks som vertikala tvärsnittsarean för ett lika stort<br />

normerande tvålagerflöde. Man finner att den minsta vertikala tvärsnittsarean som är tillgänglig<br />

för den baroklina strömmen är 141 m 2 i sundet och 198 m 2 i översvämningsskyddet vid<br />

normalvattenstånd (45,27 i RH00). Vid vattenståndet 1,20 m över det normala har sundet den<br />

baroklina transportkapaciteten 180 m 2 medan översvämningsskyddet med öppna portar har<br />

transportkapaciteten 243 m 2. Om lock, med underkant i nivån 45,27, läggs på de tre nya 7 m<br />

breda portarna minskar översvämningsskyddets baroklina transportkapacitet till 205 m 2 vilket<br />

är klart större än sundets baroklina transportkapacitet. Inte ens med de föreslagna locken<br />

hindrar översvämningsskyddet det baroklina flödet genom sundet för något vattenstånd upp till<br />

46,50 vilket är vattenståndet då portarna stängs.<br />

Introduktion<br />

I en tidigare rapport visades att vertikala arean av öppningarna i det föreslagna<br />

översvämningsskyddet i sundet mellan Glafsfjorden och Kyrkviken måste ökas kraftigt jämfört<br />

med det ursprungliga förslaget för att inte översvämningsskyddet skall minska det baroklina<br />

flödet genom sundet (Stigebrandt, 2011). För beräkningarna användes sundets minsta effektiva<br />

tvärsnittsarea vid normalvattenstånd vilken definierades som vertikala arean av den del av<br />

sundet som har djup större än 2 meter. Denna gräns valdes för att kompensera för<br />

friktionsförluster mot sidorna och bottnen. Från detaljerade djuplodningar uppskattade <strong>Arvika</strong><br />

kommun att minsta effektiva tvärsnittsarean är 195 m 2 och att maximala djupet är 5,6 m i denna<br />

sektion vid normalvattenstånd.<br />

Baroklina flöden i sund är motsatt riktade flöden av vatten med olika temperatur som drivs av<br />

vattnens densitetsskillnad. I tillämpningen på sundet mellan Glafsfjorden och Kyrksjön antogs<br />

gränsen mellan de två vattenslagen ligga på halva maximaldjupet, dvs. på djupet 2,8 m vid<br />

normalvattenstånd. Den baroklina strömmen beräknades utgående från ett rektangulärt<br />

tvärsnitt med arean lika med sundets minsta effektiva tvärsnittsarea. Att approximera det<br />

vertikala tvärsnittet som rektangulärt medför i detta fall en överskattning av det baroklina flödet<br />

därför att det inte finns någon baroklin ström på djup grundare än 2.8 m (där undre skiktet<br />

saknas) och att transporten blir reducerad på sidorna där undre skiktet är tunnare än 2,8 m.<br />

Överskattningen betraktades implicit som en säkerhetsmarginal i Stigebrandt (2011) där<br />

detaljerad utformning av översvämningsskyddet inte diskuterades.<br />

Vid förhandlingarna med Miljödomstolen i <strong>Arvika</strong> den 16 mars 2011 hävdade kommunens<br />

motpart att översvämningsskyddet med lock över de nya portarna (se nedan) skulle begränsa<br />

1


Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken – hydrodynamisk beräkning av baroklina<br />

transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor)<br />

__________________________________________________________________________________<br />

det baroklina flödet genom sundet vid högre vattenstånd. Argumenteringen byggde på en enkel<br />

geometrisk analys och undertecknad ansåg att slutsatsen var förhastad eftersom<br />

säkerhetsmarginalen pga. lutande bottnar i sundet borde vara stor nog för att kompensera<br />

reduktion av översvämningsskyddets transportkapacitet även vid utformning med lock.<br />

Problemet är dynamiskt och en kvantitativ analys av sundets och översvämningsskyddets<br />

baroklina transportkapacitet måste baseras på hydrodynamiska metoder. En förfinad analys<br />

som också tar hänsyn till lutande bottnar vid sidorna utlovades under förhandlingarna och den<br />

presenteras i föreliggande rapport.<br />

Baroklina transportkapaciteten<br />

Utgångspunkten för beräkningarna för normalvattenstånd är, liksom i Stigebrandt (2011), att<br />

gränsytan ligger på halva maximala vattendjupet och att hastighetsskillnaden mellan strömmen i<br />

övre och undre skiktet inte kan överstiga den interna vågens hastighet. Den interna vågens<br />

hastighet ci för en tvålagerskiktning med skikttjocklek H1 resp. H2 och densitet ρ1 resp. ρ2 ges av<br />

g'<br />

H H<br />

H H<br />

1 2<br />

ci (1)<br />

1<br />

2<br />

Här är<br />

g ' g<br />

/ 2<br />

, 2<br />

1<br />

och g är tyngdaccelerationen. Vi uppskattar hur baroklina<br />

transporten i sundet varierar med vattendjupet på följande sätt. Generellt för baroklina<br />

transporter gäller att transporterna i de två skikten är lika stora och motriktade varför<br />

nettotransporten är noll,<br />

Här är u1 och u2 hastigheten i övre respektive undre skiktet. Av dynamiska stabilitetsskäl gäller<br />

att summan av hastigheterna i de två skikten inte får överstiga den interna vågens hastighet,<br />

Från Ekvation (2) och (3) kan vi beräkna den baroklina transporten för varje sektion<br />

Vi är intresserade av att jämföra transporten för olika vattendjup med transporten i det<br />

normerande (rektangulära) fallet där H1= H2= 2,8 m. Vi skall därför räkna ut transporten u2 ∙H2<br />

för olika bottendjup och dividera dessa transporter med transporten för det normerande fallet.<br />

Vi kallar denna kvot för R och från ovanstående ekvationer finner vi att den blir<br />

2H<br />

<br />

<br />

H1<br />

H<br />

2<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

3 / 2<br />

2<br />

R <br />

(5)<br />

Man ser genast från Ekvation (5) att R=1 då H2= H1 (normerande fallet) och att R=0 då H2=0.<br />

Man ser också att R>1 då H2> H1 vilket betyder att djupare sektioner (exempelvis i<br />

översvämningsskyddet) är effektivare än normen. Värdet av R för några vattendjup vid<br />

normalvattenstånd ges i Tabell 1 nedan.<br />

2<br />

(2)<br />

(3)<br />

(4)


Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken – hydrodynamisk beräkning av baroklina<br />

transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor)<br />

__________________________________________________________________________________<br />

Tabell 1. Topografiska effektivitetsfaktorn R för baroklina transporten för några olika vattendjup<br />

vid normalvattenstånd (45,27). Som normerande transport har använts H2= H1 = 2,8 m då<br />

vattendjupet H = H1 + H2 = 5,6 m.<br />

H 2,8 3,3 3,8 4,3 4,8 5,3 5,6 5,8 6,3<br />

H2 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 2,8 3,0 3,5<br />

R 0 0,17 0,38 0,58 0,76 0,92 1.0 1,05 1,17<br />

Observera att om man bara tar hänsyn till den rent geometriska effekten av varierande djup och<br />

antar att det är med lika stor hastighet u2 i alla delar av undre skiktet, skulle kvoten mellan<br />

transporten på djupet H2 och transporten på det normerande djupet H2 = H1 bli Rgeo= H2/H1.<br />

Minsta effektiva tvärsnittsarean A för baroklint flöde beräknas från integralen<br />

Här är det lokala vattendjupet H= H2 + H1. Integrering sker tvärs sundet där x=X1 är sektionens<br />

ena ända och x=X2 är den andra. Koordinaterna X1 och X2 ges av de röda vertikala strecken i<br />

Figur B1 i Bilaga 1, se nedan. H är maxdjupet i sundet vid vilket R=1. Ekvation (6) skall användas<br />

på både sundet och portarna i översvämningsskyddet. R kan kallas den topografiska<br />

effektivitetsfaktorn eftersom den beskriver hur den lokala topografin styr storleken av den<br />

baroklina strömmen.<br />

Baroklina transportkapaciteten vid normalvattenstånd<br />

För att beräkna den minsta effektiva tvärsnittsarean för baroklint flöde multipliceras längden av<br />

varje djupintervall i sundet med det lokala värdet av faktorn R, se Ekvation (6). Beräkningarna i<br />

denna rapport görs på den bottenpro<strong>fil</strong> som visas i Figur 1 i Stigebrandt (2011) och de beskrivs<br />

detaljerat i Bilaga 1. Det normerande djupet H är 5,6 m vid normalvattenstånd. R beräknas från<br />

Ekvation (5) som gäller för beräkningar för både sundet och slussportarna. Man får att vid<br />

normalvattenstånd är den minsta effektiva tvärsnittsarean för baroklint flöde i sundet ca 141<br />

m 2, vilket som förväntat är klart mindre än minsta effektiva tvärsnittsarean för barotropt flöde<br />

(194 m 2) .<br />

Observera att bidragen från de grundare delarna av tvärsnittet (2,8< H2


Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken – hydrodynamisk beräkning av baroklina<br />

transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor)<br />

__________________________________________________________________________________<br />

Baroklina transportkapaciteten vid vattenståndet +1,20 m över normalvattenståndet<br />

Nedan genomförs en beräkning för vattenståndet 46,47 vilket är 1,20 m högre än<br />

normalvattenståndet. Vid vattenståndet 46,50 skall portarna stängas. Vid beräkningarna för<br />

vattenståndet 46,47 är maxdjupet i sundsektionen H= 6,8 m. Djupet av gränsytan mellan skikten<br />

sätts även i detta fall till halva vattendjupet, dvs. till 3,4 m. I Tabell 2 visas beräknade värden för<br />

R för detta fall. Minsta effektiva tvärsnittsarean för baroklint flöde i sundet beräknas till ca 180<br />

m 2. De ursprungliga portarna får vattendjup H=7,07 m och deras R-värde blir 1,06. Övriga portar<br />

får vattendjup 7,47, 6,47 och 5,35 vilket ger R-värdena 1,14, 0,92 resp. 0,62. Man kan då beräkna<br />

att totala effektiva tvärsnittsarean för baroklina flöden i översvämningsskyddet blir 243 m 2.<br />

Översvämningsskyddet med öppna portar har alltså för alla vattenstånd upp till stängningsnivån<br />

46,50 klart större effektiv tvärsnittsarea för baroklint flöde än vad sundet har (se också Tabell 3<br />

nedan).<br />

Tabell 2. Topografiska effektivitetsfaktorn R för baroklina transporten för några olika vattendjup<br />

vid vattenståndet 46,47. Som normerande transport har använts H2= H1 = 3,4 m då vattendjupet<br />

H = H1 + H2 = 6,8 m.<br />

H 3,4 3,9 4,4 4,9 5,4 5,9 6,4 6,8 7,5<br />

H2 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 2,8 3,4 4,1<br />

R 0 0,13 0,31 0,47 0,64 0,78 0,82 1,0 1,14<br />

Översvämningsskyddets tranportkapacitet då vissa portar förses med lock<br />

Om man lägger ”lock” på de tre nya portarna, med underkanten av locken på nivån 45,27, så<br />

reduceras arean geometriskt men locket ger också en dynamisk effekt på det baroklina flödet. Vi<br />

härleder en ny topografisk effektivitetsfaktor RL som skall beräknas för var och en av de tre<br />

portarna som försetts med lock. Vi utgår i detta fall från att H2 är oförändrad och att ytskiktets<br />

tjocklek H1 i de aktuella portarna reduceras med d m, där d är vattenståndets (positiva)<br />

avvikelse från normalvattenståndet. Flödesreduktionen beskrivs av faktorn RL som ges av<br />

Här står index L för fallet med lock. Ekvation (7) för RL kan skrivas om med hjälp av Ekvation (4)<br />

och man får<br />

Här är H vattendjupet i portarna innan locket läggs på, dvs. 7,47, 6,47 och 5,35 m, se ovan. H-d är<br />

vattendjupet i portarna med lock. För beräkningarna för vattenståndet 46,47 är H1=3,4 m,<br />

H1L=2,2 m och d=1,2 m. Man får då att RL blir lika med 0,67, 0,71 resp. 0,76 för de tre portarna.<br />

Detta innebär att totala effektiva tvärsnittsarean för baroklint flöde i översvämningsskyddet blir<br />

205 m 2 om lock läggs på med lockens underkant på nivån 45,27. Denna area är klart större än<br />

minsta effektiva tvärsnittsarean för baroklint flöde i sundet (180 m 2) varför<br />

översvämningsskyddet inte heller i detta fall reducerar det baroklina utbytet mellan<br />

Glafsfjorden och Kyrkviken.<br />

4<br />

(7)<br />

(8)


Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken – hydrodynamisk beräkning av baroklina<br />

transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor)<br />

__________________________________________________________________________________<br />

Översikt över sundets och översvämningsskyddets baroklina transportkapacitet<br />

Den baroklina transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet har beräknats för<br />

vattenstånden -0,6 m, ±0,0 m, +0,6 m och +1,2 m relativt normalvattenståndet 45,27, se Tabell 3.<br />

Inte i något fall begränsar översvämningsskyddet det baroklina flödet genom sundet eftersom<br />

vertikala tvärsnittsarean för baroklint flöde i sundet (A-sundet) alltid är mindre än i<br />

översvämningsskyddet, både utan och med lock ((A-skydd utan lock resp. A-skydd med lock).<br />

Tabell 3. Vertikala arean för baroklin transport i sundet, A-sundet, och i översvämningsskyddet<br />

utan lock, A-skydd utan lock, och i översvämningsskyddet med lock, A-skydd med lock.<br />

Beräkningar för fyra olika vattenstånd, Vst, relativt normalvattenståndet.<br />

Vst<br />

(m)<br />

H<br />

(m)<br />

H1<br />

(m)<br />

A-sundet<br />

(m 2)<br />

5<br />

A-skydd<br />

utan lock<br />

(m2) d<br />

(m)<br />

-0,6 5,0 2,5 115 175 0 175<br />

±0,0 5,6 2,8 141 198 0 198<br />

+0,6 6,2 3,1 162 222 0,6 205<br />

+1,2 6,8 3,4 180 243 1,2 205<br />

A-skydd<br />

med lock<br />

(m 2)<br />

Observera att den baroklina transporten är proportionell mot vertikala arean för baroklin<br />

transport. Men den är också proportionell mot interna vågens hastighet vilken ökar för ökande<br />

vattendjup, se Ekvation (1). I Tabell 3 skall man därför bara göra jämförelser av areor för lika<br />

vattenstånd, dvs. jämförelser mellan areor i samma rad. För jämförelser mellan olika rader<br />

måste man först normera med den interna vågens hastighet vilket innebär att man multiplicerar<br />

med kvoten mellan interna vågens hastighet för det aktuella vattendjupet och hastigheten för<br />

vattendjupet vid normalvattenstånd.<br />

Avslutande kommentarer<br />

I denna utredning har minsta effektiva arean för baroklint flöde beräknats för sundet och för<br />

översvämningsskyddet för olika vattenstånd i Kyrkviken. För att inte reducera den baroklina<br />

transporten genom sundet måste vertikala arean för baroklint flöde vara större i<br />

översvämningsskyddet än i sundet. Utredningen visar att översvämningsskyddet inte reducerar<br />

den baroklina cirkulationen i sundet även om man lägger lock, med underkant på nivån 45,27,<br />

på de tre 7 m breda portarna. Problemet att beräkna minsta effektiva area för baroklint flöde är<br />

dynamiskt och en korrekt analys måste utgå från hydrodynamik i skiktade vätskor. En sådan<br />

analys i denna rapport visar att hastigheten i undre skiktet är lika stor över lutande bottnar vid<br />

sidorna av kanalen som ute i kanalen. Lutande bottnar stoppar inte flöden i undre skiktet!<br />

Referens<br />

Stigebrandt, A., 2011: Vattenomsättningen i Kyrkviken – påverkan av ett förslaget<br />

översvämningsskydd. Ancylus, Rapport Nr 1 (12 sidor).


Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken – hydrodynamisk beräkning av baroklina<br />

transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor)<br />

__________________________________________________________________________________<br />

Bilaga 1– beräkning av den effektiva arean för baroklina flöde genom sundet<br />

Nedan visas hur man kan uppskatta både den vertikala tvärsnittsarean i sundet samt den<br />

effektiva arean för baroklint flöde, A, vilken definieras av Ekvation (6). Figur (B1) visar en del av<br />

tvärsnittet som visas i Stigebrandt (2011) fast med ökad vertikal upplösning.<br />

Djup<br />

(m)<br />

0<br />

2<br />

2,8<br />

3,8<br />

4,8<br />

5,3<br />

Figur B1. Bottenpro<strong>fil</strong>en för sektionen med sundets minsta vertikala tvärsnittsarea. De röda<br />

linjerna visar var bottnen ligger två meter under vattenytan vid normalvattenstånd. Horisontella<br />

linjer är utritade för djupen 2,8, 3,8, 4,8 och 5,3 m. Bilden är i RH2000.<br />

Bottnens längd i olika djupintervall har mätts upp från Figur B1 och ges i Tabell B1. Genom att<br />

multiplicera bottnens längd med medeldjupet i intervallet fås intervallets bidrag till sektionens<br />

vertikala tvärsnittsarea. Bidragen summerar sig till ca. 194 m 2 (understa raden). Genom att<br />

multiplicera den geometriska arean med aktuellt värde av R fås djupintervallets bidrag till den<br />

effektiva arean (A) för baroklint flöde. Snittets effektiva area fås genom att addera bidragen från<br />

djupintervallen och summan blir ca. 141 m 2 (understa raden). För jämförelses skull ges också<br />

värdena på Rgeo i de olika djupintervallen. Man kan konstatera att värdena på R är något större<br />

än på Rgeo vilket betyder att strömhastigheten över lutande bottnar till och med är något större<br />

än över den horisontella bottnen ute i sundet.<br />

6


Anders Stigebrandt: Vattenomsättningen i Kyrkviken – hydrodynamisk beräkning av baroklina<br />

transportkapaciteten för sundet och översvämningsskyddet. Ancylus, Rapport Nr 2, 2011 (7 sidor)<br />

__________________________________________________________________________________<br />

Tabell B1. Bottnens längd i olika djupintervall (kolumn 2) samt medeldjupet i intervallen<br />

(kolumn 3). Produkten av dessa ger intervallens bidrag till tvärsnittets area (kolumn 4). Värdet<br />

av R (från Ekvation 6) för resp. djupintervall (kolumn 5). Arean multipliceras med R vilket ger<br />

djupintervallets bidrag till den effektiva arean A för det baroklina flödet genom sundet (kolumn<br />

6). För jämförelses skull visas värdena av Rgeo (kolumn 7).<br />

Djupintervall Längd Medeldjup Area<br />

(m)<br />

(m) (m) (m2) R A<br />

(m2) Rgeo<br />

2.0-2,8 9,4 2,4 22,6 0 0 0<br />

2,8-3,8 6,1 3,3 20,1 0,17 3,4 0,18<br />

3,8-4,8 4,4 4,3 18,9 0,58 11,0 0,54<br />

4,8-5,3 3,3 5,05 16,7 0,84 14,0 0,80<br />

5,3-5,6 21,2 5,45 115,5 0,97 112,0 0,95<br />

Summa 44,4 193,8 140,5<br />

7


Redogörelse för <strong>Arvika</strong> kommuns utredning av stadsnära<br />

översvämningsskydd<br />

Bilaga 2<br />

Bakgrund<br />

Vid huvudförhandlingen i miljödomstolens åtog sig <strong>Arvika</strong> kommun att lämna in en mer detaljerad<br />

redogörelse för utredningen av ett stadsnära översvämningsskydd för <strong>Arvika</strong> stad. Nedan följer<br />

beskrivning av kommunens utredning samt en jämförelse med TerraFirmas förslag.<br />

Kommunens utredning om ett stadsnära översvämningsskydd<br />

Sammanfattning<br />

I kommunens utredning av ett stadsnära översvämningsskydd förutsattes att staden skulle skyddas till<br />

samma nivå och utsträckning som med huvudalternativet, d.v.s. ett permanent skydd i Sundet och för<br />

vattenstånd upp till +48,9 1 med marginal upp till +50 för våguppspolning 2 . Se bilaga A för sträckning av<br />

det stadsnära alternativet.<br />

För att skydda staden krävs:<br />

4,1 km barriär (utgörs av jordvall samt skydd av Typ-IBS)<br />

5 st pumpstationer för tillrinnande flöden och dagvatten<br />

2 st jordvallar på ömse sidor av Sundet, för att säkra framkomligheten till den bebyggelse som<br />

finns runt Sundet.<br />

Höjning av väg till +50 på vägen ut till Västra Sund<br />

Kostnaden för att uppföra ett stadsnära översvämningsskydd har beräknats till 157 miljoner kr, vilket<br />

vida överstiger kostnaden för huvudalternativet. Kostnadsberäkning återfinns i Bilaga B.<br />

Kommunens utredning visade att ett stadsnära skydd varken var bättre eller billigare än ett permanent<br />

översvämningsskydd i Sundet och därför aldrig var ett realistiskt alternativ.<br />

<strong>Arvika</strong> kommun har nu sammanställt utredningsmaterialet och mer detaljerat redovisat förutsättningarna<br />

för sitt ställningstagande.<br />

1 Alla höjder anges i RH 00<br />

2 1 m för vågspolning är praxis vid dimensionering av dammar.


Utredningen<br />

I bilagorna A-E redovisas översiktskarta, kalkyl, pro<strong>fil</strong>er, tvärsnitt och sektioner för det stadsnära<br />

översvämningsskyddet.<br />

Förutsättningar<br />

Alla plushöjder är relaterade till höjdsystem RH00.<br />

Konstruktionen redogör för en typ av invallningsskydd kallad ”IBS”, dvs likt dem som<br />

TerraFirma har redogjort för, och har en påbyggnadshöjd av maximalt 2,80 meter.<br />

Höjd<br />

Vid arbetet med att bestämma läge samt plusnivå för respektive vall har hänsyn tagits till befintlig<br />

markhöjd samt placering av vallen för att den permanenta konstruktionen inte ska orsaka allt för stor<br />

störning på landskapsbilden. Detta har resulterat i att höjden på permanenta vallar har satts till +47,50<br />

förutom på den som är betecknad med E, se bilaga A och E, och ligger i anslutning till<br />

Hantverksmagasinet och förbi ”Olssons Brygga” in till passagen för Kattviken. Denna har en överkant,<br />

ök, på +47,20, vilket överensstämmer med nuvarande ök kaj.<br />

Bredd<br />

Vidare har det bedömts att bredden på jordvallens översida, innanför den temporära vallkonstruktionen<br />

kallad ”Typ IBS” bör vara 3-3,5 meter bred. Detta för att möjliggöra transport av material till och från<br />

temporär vall vid högt vatten.<br />

Fundament och grundläggning<br />

Det krävs ett kraftigt och stabilt fundament för att säkerställa den påbyggnadsbara konstruktion (Typ<br />

IBS) som skall hålla emot en vattennivå på maximalt 1,7 m samt marginal från vågpåverkan räknat från<br />

ök fundament (+47,20 - +47,50 till +48,90 m.ö.h.).<br />

Större delen av sträckan C-E, se Bilaga A, består av fyllnadsmassor som är lättgenomträngliga för<br />

vatten. Ett semipermanent skydd längs Kyrkvikens strand måste grundläggas med hjälp av en tät spont.<br />

Detta för att hindra den erosion som det strömmande vattnet orsakar under skyddet, vilket kan leda till<br />

att skyddet kollapsar. TerraFirma hänvisar till IBS som är återförsäljare för semipermanenta skydd. Vid<br />

samtal med Ray Moulds på IBS (2011-03-21) bekräftas kommunens uppfattning att grundläggning<br />

krävs. Moulds rekommenderar stålspont på särskilt utsatta sträckor där marken består av<br />

fyllnadsmassor.<br />

Även sett ur ett tjälperspektiv är det av yttersta vikt att man grundlägger fundamenten för de stadsnära<br />

skydden så att de inte ruckas vid tjällossning. De städer som Melin anger, Köln, Hamburg, Frankfurt,<br />

Regensburg, Linz, Dresden, Prag m.fl har sannolikt inte samma tjälfarliga jord och lika djupt gående<br />

tjäle som <strong>Arvika</strong>.<br />

Vallar<br />

Vallar som visas i bilaga D utgörs av jordmaterial som påförs en geoduk på den sida som är ut mot<br />

vattnet. Därefter kläs de med ett lager av sprängsten som skydd för vågor och erosion som uppstår vid<br />

höga vattennivåer och vind. I dessa jordvallar byggs/gjuts det ett sammanhängande fundament av<br />

betong som skall utgöra fäste för de stolpar som håller emot och utgör en bärande del av de avskiljande<br />

väggar som i sig är ett skydd för höga vattennivåer.<br />

Vall kallad Typ D, se bilaga D, består av betongfundament som har en del synlig ovan mark. Denna<br />

”mur” ligger 0,50 meter synlig samt har en öppning på var 20:e meter som är 4,0 meter. Detta för att<br />

2


möjliggöra tillträde till stranden och passage genom invallningsskyddet, både som fotgängare och med<br />

fordon.<br />

Det skydd som byggs ovanpå nämnda vallar vid en vattennivå över +47,50 är temporära och mobiliseras<br />

vid behov. Detta kräver att infästningen för stagen bör skyddas från att fyllas med grus och annat skräp<br />

som försvårar/omöjliggör montage av stolparna.<br />

Pumpstationer och pumpgropar<br />

För att kunna pumpa vatten från inflöden till Kyrkviken krävs byggnation av en större och fyra mindre<br />

pumpstationer. Dessa är Viksälven, Sävsjökanalen, dagvattenkulvert ø 1600 mm söder om<br />

ANC/Tobaken, Kattviken samt Dotteviksbäcken söder om Dotteviks skola.<br />

Dessutom finns ett flertal mindre dagvattenledningar som har sitt utlopp längs Kyrkvikens strand mot<br />

vattnet. Dessa utlopp utformas så att de kan stängas vid höga nivåer så att inte vattnet trycks in i<br />

ledningsnätet bakvägen och i sin tur höjer vattennivån innanför vallarna. I dessa lägen måste ett antal<br />

pumpgropar för dagvatten samt nya ledningar byggas.<br />

Lagring av vallbyggnadsmaterial<br />

För lagring av vallbyggnadsmaterial krävs ett upplag/förråd under tiden som det inte är i bruk. Totalt rör<br />

det sig om 4000 meter vallbyggnadsmateriel som skall magasineras. Volymmässigt sett behövs det ca:<br />

3000-4000 m 3 utrymme. Detta innebär ett kallförråd med måtten<br />

80x20x3 m samt en hårdgjord yta för in och utlastning av material.<br />

Införskaffande av mark för detta ändamål och kostnad för byggnation har bedömts till 5 Mkr.<br />

Höjning av väg och jordvallar<br />

På den västra sidan av Kyrkviken behöver vägen höjas till en nivå till +50,00 på två ställen. Se<br />

översiktskartan i Bilaga A. Höjningen är nödvändig för att boende i Västra Sund skall kunna<br />

transportera sig fram och tillbaka i händelse av översvämning.<br />

Dessutom erfordras två stycken jordvallar på ömse sidor av sundet mellan Kyrkviken och Glafsfjorden<br />

för att säkerställa möjligheten att nå den bebyggelse som finns runt sundet. Jordvallarna har samma<br />

placering som östra och västra spärrdammen i huvudalternativet.<br />

Sträckning<br />

I tabellen nedan redovisas den påverkan anläggandet av det stadsnära skyddet har på respektive sträcka,<br />

A-L.<br />

3


Tabell 1. Sträcka, typ av vall samt påverkan<br />

Sträckning Valltyp Påverkan<br />

Permanent läge Akut läge<br />

A Huvudsakligen typ Intrång på privat mark. Förändrad landskapsbild<br />

IBS<br />

B Jordvall och typ IBS Den befintliga stenmuren<br />

ut mot Kyrkviken kommer<br />

permanent att gömmas<br />

bakom jordvallen, vilket<br />

kommer att förändra<br />

landskapsbilden .<br />

Intrång på privat mark.<br />

C Huvudsakligen typ Intrång på privat mark.<br />

IBS<br />

D Huvudsakligen typ<br />

IBS<br />

E Ny kajkant samt typ<br />

IBS<br />

0,5 m högt fundament<br />

längs gräns mot vattnet,<br />

dock med öppningar var<br />

20:e meter.<br />

Mycket stor<br />

anläggningskostnad.<br />

F Jordvall och typ IBS Svårt att få sättningsfritt.<br />

Krävs tillstånd från<br />

Trafikverket att få anlägga<br />

ett dyligt skydd.<br />

G Främst typ IBS, även<br />

jordvall<br />

H Främst typ IBS, även<br />

jordvall<br />

Trafikverket markägare.<br />

Intrång på Trafikverkets<br />

mark.<br />

Förändrad landskapsbild.<br />

Ingen möjlighet att nyttja<br />

halvön, Solbergsholmen,<br />

där <strong>Arvika</strong> småbåtshamn är<br />

belägen.<br />

Mycket stor påverkan på<br />

landskapsbild och<br />

hamnupplevelse, när<br />

temporär konstruktion ska<br />

mobiliseras, i synnerhet vid<br />

restaurangen<br />

Stora delar av Såguddens<br />

friluftsområde kan inte<br />

användas.<br />

Stora delar av Såguddens<br />

friluftsområde kan inte<br />

användas.<br />

I Jordvall och typ IBS GC-vägen till Dottevik<br />

svämmas över och kan inte<br />

användas.<br />

J Jordvall och typ IBS Intrång på privata mark.<br />

L Jordvall och typ IBS<br />

Tillstånd och tider<br />

Länsstyrelsen i Värmland har bedömt att ett planerat semipermanent skydd för Centralsjukhuset i<br />

Karlstad kräver miljödom. Det projektet är mindre i omfattning men ändå jämförbart med ett stadsnära<br />

skydd för <strong>Arvika</strong> stad. Det är därför sannolikt att det skulle krävas miljödom även i <strong>Arvika</strong>. Utöver<br />

eventuell miljödom måste projektet projekteras och upphandlas, vilket gör att det inte är möjligt att<br />

börja bygga omgående. Att anlägga ett semipermanent skydd skulle innebära att ca 10 detaljplaner<br />

skulle påverkas.<br />

Kostnader<br />

Kostnader redovisas i Bilaga B. Den totala summan för projektet beräknas uppgå till 157 Mkr.<br />

4


Jämförelse med TerraFirmas förslag<br />

Sträckning: TerraFirma har identifierat att det skulle vara tillräckligt att anlägga ett ca 3 km långt<br />

stadsnära översvämningsskydd. <strong>Arvika</strong> kommun har i sin utredning bedömt att en sträcka på ca 4 km<br />

krävs för att skydda staden i samma utsträckning som ett permanent översvämningsskydd i Sundet.<br />

Kommunen har även identifierat två stycken vägavsnitt på vägen ut mot Västra Sund som måste höjas<br />

för att möjliggöra transport till och från Västra Sund. Likaså behöver två stycken jordvallar anläggas på<br />

ömse sidor av Sundet för att kunna nå bebyggelsen runt Sundet.<br />

Höjd: Kommunen kräver att översvämningsskyddet har marginal för vågpåverkan på samma sätt som<br />

huvudalternativet. Den maximala höjden för skyddet blir då 2,80 m. TerraFirma använder en lägre<br />

skyddsnivå utan marginal för vågpåverkan vilket bidrar till att både kostnadsuppskattning och<br />

uppskattad tid för mobilisering underskattas.<br />

Alternativ höjd<br />

Kommunen har i illustrationssyfte räknat på ett stadsnära översvämningsskydd med nivå upp till +49,50<br />

resp +49. TerraFirma uppskattar kostnaden för själva vallarna till 18-28 miljoner. Kommunens<br />

beräkningar visar att den totala kostnaden för ett stadsnära översvämningsskydd upp till +50 skulle<br />

uppgå till 157 Mkr. Kostnaden för stadsnära översvämningskydd upp till +49,50 resp +49 är beräknade<br />

till ca 147 resp 139 Mkr.<br />

I övrigt hänvisar kommunen till de analyser och ställningstaganden som framgår av redovisad<br />

sammanställning i inlämnad miljökonsekvensbeskrivning.<br />

Förteckning över bilagor<br />

Bilaga A Översiktskarta<br />

Bilaga B Kostnadskalkyl<br />

Bilaga C Pro<strong>fil</strong>er<br />

Bilaga D Vallar<br />

Bilaga E Sektioner<br />

5


Klockarbråten<br />

Jonsbol<br />

Kinna<br />

Marieberg<br />

Lillevik<br />

Granudden<br />

0<br />

50<br />

Höjning<br />

av väg<br />

Höjning<br />

av väg<br />

Prästgården<br />

Djupviken<br />

100<br />

Korsets kapell<br />

150<br />

Björkudden<br />

Västra Sund<br />

200<br />

A<br />

250<br />

300<br />

Notudden<br />

Kyrkebyn<br />

368<br />

350<br />

0<br />

Sävsjöälven<br />

Pumpstation<br />

50<br />

100<br />

Mikaelikyrkan<br />

150<br />

B<br />

200 235 0<br />

Spärrdamm<br />

50<br />

Tahiti<br />

150<br />

200<br />

100<br />

257<br />

250<br />

0<br />

C<br />

50<br />

100<br />

150<br />

200<br />

Sundsnäs<br />

250<br />

300<br />

D<br />

Sundet<br />

350<br />

400<br />

450<br />

Hagaskolan<br />

500<br />

550<br />

Haga<br />

<strong>Arvika</strong> Näringslivscentrum<br />

Kyrkviken<br />

Pumpstation<br />

600<br />

650<br />

700<br />

Prisudden<br />

750<br />

Östra Sund<br />

800<br />

850<br />

900<br />

Bibliotek<br />

Busstation<br />

Musikskola<br />

D<br />

950<br />

1000<br />

1100<br />

1050<br />

Simhall<br />

Sporthall<br />

Torg<br />

1150<br />

1214<br />

0<br />

1200<br />

50<br />

100<br />

150<br />

200<br />

Ingesundsviken<br />

Ingesund<br />

Pump-<br />

holmen<br />

Turistbyrå<br />

Stadshus<br />

250<br />

400<br />

0<br />

453 0<br />

Ingesunds musikhögskolaIngesunds<br />

folkhögskola<br />

Ingesundsskolorna<br />

Centralskolan<br />

Trefaldighetskyrkan<br />

Järnvägsstation<br />

Solbergagymnasiet<br />

Pumpstation<br />

300<br />

E<br />

L<br />

350<br />

50<br />

Spärrdamm<br />

50<br />

Björknäs<br />

100<br />

150<br />

Solbergastaden<br />

200<br />

100<br />

250<br />

F<br />

300<br />

350<br />

Stadspark<br />

150<br />

432<br />

400<br />

200<br />

250<br />

286<br />

Vårdcentral<br />

Tivoliplatsen<br />

0<br />

50<br />

100<br />

Polis<br />

Klässbols gymnasium<br />

G<br />

150<br />

184<br />

K<br />

Museum<br />

Sågudden<br />

Viksholmen<br />

"<br />

"<br />

0<br />

Styckåsen<br />

Styckåsskolan<br />

0<br />

J<br />

H<br />

50<br />

50<br />

291<br />

Pumpstation<br />

250<br />

100<br />

100<br />

Sektioner<br />

49 m.ö.h<br />

Tennishall<br />

150<br />

49,5 m.ö.h<br />

50 m.ö.h<br />

150<br />

Pumpstation<br />

200<br />

222<br />

0<br />

200<br />

Vattentorn<br />

I<br />

Styckåsskogen<br />

50<br />

100<br />

Dottevik<br />

Reningsverk<br />

150<br />

Dotteviksskolan<br />

227<br />

200<br />

Övriga halvmeterkurvor upp till 52 m.ö.h<br />

Ekvidistans 0,5m<br />

System i höjd: RH00<br />

0 100 200 300 400 500 m


Sektioner Anmärkning Längd IBS m 2<br />

Jordvall m 3<br />

Geoduk m 2<br />

Spont Kostnad<br />

Sektion A Vall går över +50 kurva<br />

320 625 46 0 0 4 753 800 kr<br />

Valltyp A Ingen jordvall<br />

Sektion B Jordvall<br />

235 588 1641 705 0 4 503 400 kr<br />

Valltyp B+A1 utanför kyrkomur<br />

Sektion C Jordvall<br />

257 601 143 771 0 4 261 320 kr<br />

Valltyp A+A1 samt IBS på mark<br />

Sektion D Btg fundament 0,5 m<br />

1214 2656 0 3642 0 19 194 840 kr<br />

Valltyp D ovan mark<br />

Sektion E Allt inkluderat i priset<br />

453 1133 0 0 3624 31 710 000 kr<br />

Valltyp E Inga tillkommande kostn.<br />

Sektion F Jordvall utanför bef.<br />

286 705 4171 858 0 6 090 460 kr<br />

Valltyp F Järnvägsbank<br />

Sektion G<br />

Valltyp A+A1<br />

184 348 291 552 0 2 778 340 kr<br />

Sektion H<br />

Valltyp A+A1<br />

222 459 320 666 0 3 499 320 kr<br />

Sektion I<br />

Valltyp A<br />

224 499 603 672 0 3 758 340 kr<br />

Sektion J<br />

Valltyp A+A1<br />

291 583 443 873 0 4 519 360 kr<br />

K Vall kan utföras med<br />

enklare typ H = 1,0 m<br />

0 0 0 0 0 50 000 kr<br />

Sektion L<br />

Valltyp A+A1<br />

432 703 248 1296 0 5 936 320 kr<br />

Totalt 4118 8900 7906 10035 3624<br />

Kostnad mtrl. grupp 35 600 000 kr 2 371 800 kr 200 700 kr 9 060 000 kr<br />

Delsumma 91 055 500 kr<br />

Tillkommer dagvattenhantering innanför vallar 10 000 000 kr<br />

Tillkommer höjning av vägar västra sidan Kyrkviken 500 000 kr<br />

Tillkommer spärrdammar båda sidor om sundet 5 000 000 kr<br />

Tillkommer pumpstationer dagvatten 5 st 31 000 000 kr<br />

Tillkommer byggnad förvaring vallbyggnadsmateriel 5 000 000 kr<br />

Diverse och oförutsett c:a 10 %<br />

14 255 550 kr<br />

TOTALT 156 811 050 kr<br />

I:\Samhällsbyggnad miljö och service\Teknisk försörjning\203 Allmänt\Översvämningsskydd\Arbetsmaterial översvämningsskydd\Ansökan\Ansökan 2010\Komplettering efter MD\Skickat till MD 10 ex<br />

110401\


Kostnad IBS +49,50 27 364 000 kr<br />

Kostnad IBS +49,00 19 128 000 kr<br />

Kvarvarande m/2 IBS kostnad<br />

Vall till nivå +49,50 6841 27 364 000 kr<br />

Vall till nivå +49,00 4782 19 128 000 kr<br />

Kostnad fundament/ lm 7 000 kr<br />

Kostnad jordvall m/3 300 kr<br />

Kostnad utf. "Typ E"/ lm 70 000 kr<br />

Kostnad IBS m/2 4 000 kr<br />

Kostnad geoduk m/2 20 kr<br />

Kostnad för spärrdammar 2 st. 5 000 000 kr<br />

Kostnad för höjning av väg 2 sträckor 500 000 kr<br />

Dagvattenpumpstat. Viksälven 15 000 000 kr<br />

Kattviken 4 000 000 kr<br />

Sävsjökanalen 4 000 000 kr<br />

Dottevik 4 000 000 kr<br />

Tobaken 4 000 000 kr<br />

Övriga mindre dagvattenlösningar<br />

10 000 000 kr<br />

SUMMA 41 000 000 kr<br />

I:\Samhällsbyggnad miljö och service\Teknisk försörjning\203 Allmänt\Översvämningsskydd\Arbetsmaterial översvämningsskydd\Ansökan\Ansökan 2010\Komplettering efter MD\Skickat till MD 10 ex<br />

110401\


A<br />

B<br />

C<br />

D<br />

D<br />

forts.<br />

E<br />

F<br />

G<br />

H<br />

I<br />

J<br />

L<br />

625 m2 IBS-vall<br />

46 m3 jordvall<br />

0 50 100 150 200 250 300 350<br />

588 m2 IBS-vall<br />

1641 m3 jordvall<br />

0 50 100 150 200<br />

601 m2 IBS-vall<br />

143 m3 jordvall<br />

0 50 100 150 200 250<br />

2656 m2 IBS-vall<br />

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600<br />

area vall, se ovan<br />

600 650 700 750 800 850 900 950 1000 1050 1100 1150 1200<br />

1132 m2 IBS-vall<br />

Ny kajkant<br />

0 50 100 150 200 250 300<br />

705 m2 IBS-vall<br />

4171 m3 jordvall<br />

0 50 100 150 200 250 300<br />

348 m2 IBS-vall<br />

291 m3 jordvall<br />

0 50 100 150<br />

459 m2 IBS-vall<br />

320 m3 jordvall<br />

0 50 100 150 200<br />

499 m2 IBS-vall<br />

603 m3 jordvall<br />

0 50 100 150 200<br />

583 m2 IBS-vall<br />

443 m3 jordvall<br />

0 50 100 150 200 250 300<br />

703 m2 IBS-vall<br />

248 m3 jordvall<br />

0 50 100 150 200 250 300<br />

Skala 1:400<br />

Utlopp<br />

bäck


Sektion A<br />

Sektionens längd: 368 m (varav ca 48 m över 50 m.ö.h)<br />

Markägare: <strong>Arvika</strong> kyrkliga samfällighet<br />

Detaljplan: B24<br />

Area, IBS‐vall: 625 m 2<br />

Volym, jordvall: 46 m 3


Sektion B<br />

Sektionens längd: 235 m<br />

Markägare: <strong>Arvika</strong> kyrkliga samfällighet samt <strong>Arvika</strong> församling<br />

Detaljplan: B24<br />

Area, IBS‐vall: 588 m 2<br />

Volym, jordvall: 1641 m 3


Sektion C<br />

Sektionens längd: 257 m<br />

Markägare: 45 meter går på <strong>Arvika</strong> församlings mark.<br />

212 meter på <strong>Arvika</strong> kommuns mark<br />

Detaljplan : B24 och B208<br />

Area, IBS‐vall: 601 m 2<br />

Volym, jordvall: 143 m 3


Sektion D<br />

Sektionens längd: 1214 m<br />

Markägare: <strong>Arvika</strong> kommun<br />

Detaljplan: B208, B78 och B203<br />

Area, IBS‐vall: 2656 m 2<br />

Volym, jordvall: 0 m 3


Sektion E<br />

Sektionens längd: 1133 m (varav 45 m på land)<br />

Markägare: <strong>Arvika</strong> kommun<br />

Detaljplan: B78 (och några meter in på B96)<br />

Area, IBS‐vall: 1132 m 2<br />

Volym, jordvall: 0 m 3


Sektion F<br />

Sektionens längd: 286 m<br />

Markägare: Trafikverket (banvallen ned till strandlinje)<br />

Detaljplan: B96<br />

Area, IBS‐vall: 705 m 2<br />

Volym, jordvall: 4171 m 3


Sektion G<br />

Sektionens längd: 184 m (180 m under 50 m.ö.h)<br />

Markägare: 125 meter på kommunens mark, resten på Trafikverkets<br />

Detaljplan: B96 och B269<br />

Area, IBS‐vall: 348m 2<br />

Volym, jordvall: 291 m 3


Sektion H<br />

Sektionens längd: 222 m<br />

Markägare: <strong>Arvika</strong> kommun<br />

Detaljplan: B269, B35 och B164<br />

Area, IBS‐vall: 459 m 2<br />

Volym, jordvall: 320 m 3


Sektion I<br />

Sektionens längd: 224 m<br />

Markägare: <strong>Arvika</strong> kommun<br />

Detaljplan: B164<br />

Area, IBS‐vall: 499 m 2<br />

Volym, jordvall: 603 m 3


Sektion J<br />

Sektionens längd: 291 m<br />

Markägare: 74 m på kommunägd mark, resten privatägt<br />

Detaljplan: 60 m på B303<br />

Area, IBS‐vall: 583 m 2<br />

Volym, jordvall: 443 m 3


Sektion L<br />

Sektionens längd: 432 m<br />

Markägare: <strong>Arvika</strong> kommun<br />

Detaljplan: ‐<br />

Area, IBS‐vall: 703 m 2<br />

Volym, jordvall: 248 m 3


Vägen vid Granudden, Västra Sund<br />

Volym, jordvall: 767 m 3


Vägen vid Marieberg, Västra<br />

Sund<br />

Volym, jordvall: 250 m 3

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!