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