Projektbeskrivelse for klimasikringsanlæg ved Holstebro December 2015 (udkast)

Transkript

1 Projektbeskrivelse for klimasikringsanlæg ved Holstebro December 2015 (udkast) 0

2 1 Baggrund Holstebro er med jævne mellemrum udsat for oversvømmelser forårsaget af høj vandføring i Storå. Ved høj vandføring kan vandet ikke være i åens nuværende profil gennem byen, og åen går derfor over sine breder og oversvømmer de laveste dele af byen. Der er de seneste år arbejdet med flere løsninger baseret på vandtilbageholdelse opstrøms byen. Dette er konkretiseret til tre mulige løsninger: Storå-løsningen Vandkraftsø-løsningen Kombinationsløsningen Ved Storå-løsningen magasineres vandet ved at der etableres en dæmning på tværs af ådalen. Vandkraftsø-løsningen, udnytter Vandkraftsøen til magasinering. Kombinationsløsningen indeholder begge elementer. Det er gennem arbejdet med vandtilbageholdelsesløsningerne sandsynliggjort, at der er flere realistiske muligheder for at sikre byen mod konsekvenserne af en 100 års hændelse, beregnet på grundlag af nuværende klima. "100-års-hændelsen" er nærmere belyst senere i projektbeskrivelsen (side 4). En sikring mod konsekvenserne af en 100 års hændelse med et fremskrevet klimascenarie, kan kun opnås ved en kombination af de foreslåede løsninger. Derfor er det kombinationsløsningen udgangspunktet for projektansøgningen. I projektansøgningen indgår Storå-løsningen som projektelement 1 og Vandkraftløsningen som projektelement 2. Et tredje projektelement omfatter et højvandsdige, der muliggør en højere vandføring ved Storebro og lokalt sikrer det mest oversvømmelsesfølsomme boområde i midtbyen i Holstebro. De 3 projektelementer er nærmere beskrevet på side 8-10 (A3 format) Projektbeskrivelsen er baseret på notater og rapporter som fremgår af referencelisten bagerst i dokumentet. Kortgrundlag og terrænmodel Til brug for de hydrauliske beregninger er anvendt COWIs digitale terrænmodel. Denne beskriver terrænet, som det er opmålt i Det forventes ikke, at der er sket betydelige ændringer i ådalen siden da.

3 Der kommer en ny terrænmodel omkring årsskiftet 2015/16 baseret på en laser- scanning udført i Denne terrænmodel kan anvendes til detailprojekteringen. 2 Opland, hydrologi og vandføring Vandløbssystemet Storå med sidetilløb afvander et 833 kvadratkilometer stort opland, delt mellem Ikast-Brande, Herning og Holstebro. Der har gennem årene været flere ekstreme hændelser, der har medført oversvømmelser i Holstebro. Alle kendte oversvømmelser fra Storå er forekommet i vinterhalvåret, i forbindelse med kombinationen af tøbrud og nedbør eller langvarig regn. De seneste store oversvømmelser indtraf den 18. marts 1970, 21. januar 2007 samt 16. januar Vandst andsko te 11,5 i meter 11,0 Vandstand i Storå ved Storebro 10,5 10,0 9,5 9,0 8, nov. 28. feb. 21. jan marts Figur 1 Storå, kendte oversvømmelser (Holstebro Kommune 2014). Efter hændelsen i 1970 blev åen reguleret; i figuren markeret med rød stiplet linje. Oversvømmelsen i 1970 var den værste med en observeret vandstand ved Storebro i kote 11,21 DVR90 (11,30 DNN) 1. Vandføringen ved hændelsen i 1970 er estimeret til ca. 105 m3/s (Holstebro Kommune, 2012). Efter hændelsen blev åen reguleret. Der opstår begyndende oversvømmelser, når vandstanden ved Holstebro renseanlæg nærmer sig kote 9,2 meter, svarende til en vandstandskote 9,5 1 En kote er højden i meter for et bestemt terrænpunkt. I Danmark regnet fra Dansk Vertikal Reference 1990 (DVR90). Denne reference benyttes ved rapportens henvisning til kote.

4 meter ved Storebro. Det svarer til at vandføringen er ca. 50 kubikmeter pr sekund ved Storebro. Størrelsen og varigheden af vandføringer over 50 m3/s er afgørende for hvor omfattende oversvømmelsen bliver. Til sammenligning ligger den gennemsnitlige vandføring i Storå i Holstebro på m3/s og den gennemsnitlige højde af vandspejlet ligger omkring kote 7,5 meter. Med det nuværende klima er oversvømmelsesrisikoen i Holstebro et vilkår, som betyder, at adresser i Holstebro by oplever begyndende oversvømmelse med en statistisk hyppighed svarende til hvert 5. år. Med klimaforandringerne vil oversvømmelse med tiden ske hyppigere, hvis der ikke planlægges og etableres forebyggende foranstaltninger i tide. Ved at regne på de kendte vandstandsforhold i Storå, kan man beregne oversvømmelseshyppigheder. Det betyder, at man eksempelvis kan beregne hvor stor en 100 års hændelse bliver. Sandsynligheden for at en 100 årshændelse indtræffer i et givent år er 1 %. Oversvømmelserne fra 2000 til 2011 er statistik beregnet til årshændelser og altså mindre ekstreme end 100 års-hændelse. På grund af klimaændringer vil en oversvømmelse svarende til en nuværende 100 års hændelse blive hyppigere i fremtiden. Behov for sikring Erfaringer fra de historiske hændelser viser, at der opstår problemer (skader) ved oversvømmelser i Holstebro ved en vintervandføring på m³/s, som resulterer i en vandstand ved Storebro i ca. kote 9,7 m. Ved kote 9,6 m går åen over sine breder og oversvømmer haver og p-pladser. Ved kote 9,7 m når vandet de første husmure (baseret på terrænmodellen opmålt i 2007). Der arbejdes derfor mod at holde vandstanden under kote 9,7 m. 3 Figur 2 Vandudbredelse i Holstebro ved en vandtand i kote 9,6 m DVR90. Ved denne vandstand begynder åen at gå over sine breder og oversvømmer grønne arealer og p-pladser.

5 4 Ekstreme vandføringer Hændelsen i 1970 er, som tidligere nævnt, den værst kendte hændelse i Storåen. Vandføringen er estimeret til et maksimum på 105 m³/s. Da åen i mellemtiden er reguleret, vil en tilsvarende hændelse i dag give mindre oversvømmelser. Der er udført en statistisk analyse af tidsserien for målestationen i Storå ved renseanlægget. Resultat af analysen er vist i omstående tabel 1. Gentagelsesperiode (år) Specifik afstrømning liter pr sekund pr km 2 Vandføring ved stationen m 3 /s Tabel 1 Ekstremafstrømninger estimeret ved for perioden Klimatiske forhold (fremskrivning) Bilagsrapporten gengiver resultater fra GEUS undersøgelser (GEUS 2013) og konkluderer, at GEUS forventer en forøget vandføring som følge af klimaændringer på 10% på 60 år sigt, hvilket forsigtigt kan ekstrapoleres til 15% i år Vurderingen af klimaforandringerne er usikker. Vi har valgt at beregne konsekvensen ved en 15 % forøgelse af afstrømningen på de ekstreme hændelser over en periode på 100 år. Behov for magasinering af vand Der er udført en analyse af afstrømning og behov for magasinering af vand. Tabel 2 på næste side viser en oversigt over de beregnede magasineringsbehov.

6 5 Tabel 2 Beregnede magasineringsbehov ved forskellige hændelser Hændelse Maks vandføring ved Storebro m³/s Antal sammenhængene døgn med Q > 50 m³/s Estimeret gentagelsesperiode, år Mio. m³ ved 50 m³/s i Holstebro Magasineringsbehov Magasineringsbehov Mio. m³ ved 55 m³/s i Holstebro , , , ,65 0, ,2* ,05 0, ,7* ,56 0,6 100 års ** års 66, ,0 1,7 66, ,9 1,6 *** års ** klimafremskr evet 100 års*** klimafremskr evet 1000 års ** , ,1 4,1 76, ,9 3,7 84, ,8 6, års *** , ,0 6,8 * Vandføringen er vurderet på ikke kvalitetssikrede måledata ** Statistik baseret på 2000 *** Statistik baseret på 2002 Resultaterne viser, at det ikke kun er den maksimale døgnmiddelvandføring, men i ligeså høj grad varigheden af perioden med høj vandføring, som har betydning for, hvor meget vand der skal magasineres. Den værste hændelse af de målte vandføringer er således hændelsen fra 2007, hvor den maksimale afstrømning var mindre end 2002 og 2011, men af lang varighed. Fastlæggelse af dimensionsgivende magasineringsbehov På grundlag af ovenstående analyse er det konkludereret, at en 100 årshændelse kræver et magasinvolumen på ca. 3 mio. m³ og en 1000 årshændelse kræver et magasinvolumen på op til 10 mio. m³, hvis den maksimale vandgennemstrømning i Holstebro må være 50 m³/s. Kan der accepteres 55 m³/s gennem Holstebro, hvilket svarer til hændelserne i 2002, reduceres behovet til knap 2 mio. m³ i dag for en 100 års-hændelse og 4 mio. for en klimafremskrevet 100 års-hændelse. En 1000 års hændelse i dag ville medføre et behov på ca. 7 mio. m³.

7 6 Forebyggelseseffekt vandtilbageholdelsesløsninger Nedenstående figur viser vandstanden ved Storebro i Holstebro for forskellige hændelser ved de eksisterende forhold og ved de tre løsningsforslag. Figur 3 Beregnet maksimal vandstand ved Storebro for de analyserede hændelser. Kritiske vandstandskote er markeret med linje i diagrammet:. Kote 9,7 meter: Vandet når de første husmure Kote 10,1 meter: boliger i midtbyen trues af oversvømmelse. Kote 11,21 meter: Vandstanden ved Storebro ved oversvømmelsen i Det ses, at der kan opnås en væsentlig reduktion af de maksimale vandstande ved Storebro i Holstebro By. Ved kombinationsløsningen vil der være tale om en reduktion på op til 0,6 m sammenlignet med de nuværende forhold. Bemærk at 100 års hændelsen er en større oversvømmelse end dem der gav skader i 2007 og Hændelserne i 2007 og 2011 er statistisk beregnet til års hændelser.

8 7 Dæmning med sluseport i Storådalen opstrøms Holstebro (Projektelement 1) Beskrivelse Konsekvensområde Storå-løsningen består hovedsageligt af en jorddæmning i Storåens ådal og et slusebygværk. Der ændres ikke på Storåens forløb, idet den ledes igennem en åben kanal i slusebygværket. Der er indledningsvist undersøgt tre mulige placeringer af jorddæmningen (COWI 2014). Projektbeskrivelsen tager udgangspunkt i projektplacering 3 lige opstrøms motorvejsdæmningen og med en dæmningshøjde, der giver mulighed for at stuve vand op til kote 20 m. Den endelige placering og stuvningskote kan ændres som følge af VVM og øvrig konsekvensvurdering. Dæmningen vil have en maksimalhøjde på ca. 5 meter og udføres med sideanlæg ikke stejlere end 1:5, således at fauna kan passere uden problemer, samtidig med at anlægget ikke kommer til at se for voldsomt ud i ådalen. I anlægget vil der blive bygget et bygværk med et spjæld, der skal styre vandets flow. Styringen baseres på vandstanden i Holstebro by. Vandløbet føres igennem klimasikringsanlægget i form af en åben kanal med sluseporte. Der er arbejdet med forskellige skitser af udformningen af gennemløbet. Det skitserede design kan blive ændret i detailprojekteringsfasen. Markering af løsning 3 lige øst for motorvejskrydsningen. Billedet er taget ved motorvejskrydsningen mod øst. Anlæggets omtrentlige placering er indtegnet med rød streg. Skitseplan af klimasikringsanlæg og overløb ved Storåløsningen, placering 3. Den endelige udformning vil blive fastlagt af hensyn til landskabet Dæmningen opbygges af friktionsjord med en kerne af lavpermeabelt ler. Principskitser til illustration: Snit af sluseporte med skydespjæld. Spjæld står åbne, i tilfælde hvor portene er lukkede. Disse spjæld kan gradvist lukkes og regulere vandføringen. Der er ikke taget stilling til antal af spjæld og den mere præcise udformning. Projektet vil ikke påvirke afstrømningsforholdene i Storåen i perioder med normal vandføring. I perioder med høj afstrømning vil oversvømmelserne opstrøms for dæmningen blive større end nu. Ved meget stor afstrømning vil vandet stuve op til et niveau lidt under dæmningskronen. Dæmningen forsynes med et overløb. Med projektet skabes en planlagt oversvømmelse af landbrugs- og naturarealer i ådalen. Der skal indgås aftaler om erstatninger til de lodsejere, der bliver berørte af fremtidige oversvømmelser og evt. afgrødetab. Der ligger ingen ejendomme inden for det område, der påvirkes ved en opstuvning i magasinområdet til kote 20,0 m. Der er dog enkelte haver, der kan blive berørt, og det skal i detailprojekteringsfasen vurderes, hvilke afværgeforanstaltninger der skal udføres. Ved maksimal vandstand vil vandet stå op til vejdæmningen ved Hodsagervej. Denne vandstand vil forekomme sjældent, ca. 1 gang hvert 50. år. Oversiden af vejen er omkring kote 20,2 m. Forebyggelseseffekteffekt Modelberegningen anvendt på historiske data viser at anlægget kunne have reduceret vandstanden 35 cm ved 2007-hændelsen og 45 cm for 2011-hændelsen. For 100 års-hændelserne ville der være en reduktion på cm. Ved de klimafremskreven 100 års-hændelser beregnes en reduktion på cm. Maksimal udbredelse af oversvømmelse ved kote 20,0 m For at reducere oversvømmelserne i Holstebro mest muligt skal der udviklet en styringsstrategi, der udnytter volumenet bag klimasikringsanlægget bedst muligt og samtidig holder vandstanden i Holstebro så langt nede som muligt. Vandstand 11.4 i 11.2 meter 11 ved 10.8 Storebro Vandstanden i to oversvømmelsessituationer Uden indgreb Storå løsning 100 års hændelse i år års hændelse i år 2100

9 8 Vandkraftsø med forstærket dæmning til opstemning af vand til kote 15 m (Projektelement 2) Beskrivelse Konsekvensområde Projektet går ud på en udnyttelse af Vandkraftsøen som reservoir til tilbageholdelse af vand. Holstebro Kommune har udarbejdet et skitseforslag, hvor der arbejdes med en opstuvning af vand til kote 16 meter, samt en mulighed for at sænke vandstanden fra normalvandstanden i kote 13,61m til ca. kote 12,0 m. En opstuvning til kote 16 meter ville imidlertid medføre oversvømmelser ved Tvis kloster-ruin, som er beskyttet kulturarv. Derfor arbejdes med et maksimalt vandspejl i søen i kote 15,0 m. Magasineringsvolumet i søen ved kote 15,0 m er estimeres til ca. 1,5 mio. m³. Hertil kan lægges ca. 0,5 mio. m³ som opnås ved at sænke søens vandspejl til kote 12,0 m. Sænkning af vandstanden til kote 12 meter vil kunne ske inden for timer. Derfor kræver en midlertidige sænkningen af vandspejlet et varselssystem, der måler opstrøms i systemet, således at søvandspejlet kan sænkes før afstrømningen fra oplandet stiger. Der opnås kun fuld effekt, hvis vandspejlet når ned i kote 12,0, før afstrømningen når over ca. 50 m³/s. Princip for etablering af magasineringsløsning ved vandkraftsøen. Vandkraftsø-løsningen består af: Et nyt regulerbart bygværk, der midlertidigt kan sænke vandstanden til kote 12 m og regulere afstrømningen. Sikring langs Ringvejsdæmningen til kote 15,0 m ved forstærkning af nuværende sødige. Et spjæld på det eksisterende stryg, så det kan lukkes. Lodsejere ved Vandkraftsøen vil ved fuld udnyttelse af opmagasinering i Vandkraftsøen opleve oversvømmede arealer langs bredden. Den maksimale oversvømmelseskote vil stort set følge matrikelgrænsen ind mod de private haver, og således primært berøre de kommunale arealer. Der vil være en række private bade- og bådebroer, som vil blive oversvømmet kortvarigt (få dage). Ved maksimal vandstand vil Tvis Møllevej påvirkes på en 800 m lang strækning og Mejdal Søvej på en 100 m strækning, hvor der ligeledes kortvarigt vil stå vand på vejen. Tvis klosterruinen vil ikke blive oversvømmet. Maksimal udbredelse af oversvømmelse ved kote 15,0 m Figuren viser den maksimale vandstand ved kote 15,0 sammenholdt med matrikelkortet for den vestlige del af søen Supplerende anlæg (ikke inkluderede projektelementer) De nødvendige anlægsarbejder kan udformes så de samtidig kan indgå i løsninger, der bidrager til realisering af øvrige projektinteresser omkring Vandkraftsøen (Søpark, Naturcenter og forbedret faunapassage). For eksempel vil løsningen kunne udbygges og suppleres med anlæg af et nyt stryg, der forbedre faunapassagen i vandløbet.. Forebyggelseseffekteffekt Modelberegningen anvendt på historiske data viser at anlægget vil kunne have reduceret vandstanden 12 cm ved 2007-hændelsen og 19 cm for 2011-hændelsen. For 100 års-hændelserne ville der være en reduktion på cm. Ved de klimafremskreven 100 års-hændelser beregnes en reduktion på 7-17 cm. Skitse af Vandkraftsø-løsningen. (på skitsen er anført en maksimal vandstand i kote 16 meter. Dette er siden ændret til kote 15,0 meter).

10 9 Højvandsdige ved Vigen (Projektelement 3) Beskrivelse Et højvandsdige, der lokalt sikrer det mest oversvømmelsesfølsomme boområde i Midtbyen. Der indgår 3 delelementer: A. Langs fortovet ved Vigen etablering af en ca. 100 m lang betonstøttemur eller spuns som samtidig kan danne grundlag for etablering af et lavere liggende opholdsareal mellem muren og åen. B. Langs de private grunde etablering af ca. 90 m lang jordvold med en passagemulighed ved vigen til opholdsarealet (Etablering af opholdsareal ikke inkluderet). C. Mod Færchtorvet og Parkeringsareal, etablering af ca. 30 m lang betonmur med passage mulighed eller ca. 60 m lang jordvold langs øst- og nordside af parkeringsarealet Projektets konsekvens Etablering af højvandssikring ved Vigen vil gøre midtbyen mere robust i situationer med høj vandstand i åen med vandføring mellem m3/sek. Da vandføringen er en væsentlig styreparameter for regulering af sluseporte og spjæld ved Vandkraftsø og Storådæmning vil projektet med højvandsdige medføre en udvidelse af den samlede magasineringskapacitet for kombinationsløsningen. Skitse, situationsplan for etablering af højvandssikring mod Vigen

11 10 Referenceliste År/mdr Titel/tema Udførende Rekvirent /5 Højvandssikring Vigen Storå, Sikring COWI Teknik og Miljø til kote +10,25 m (Teknisk Notat) /8 Storå vandstande, klimatilpasning og Orbicon Teknik og Miljø vandtilbageholdelse ovenfor Holstebro (Teknisk Rapport) /8 Stemmeværker i Storåen til løsning af COWI Vestforsyning oversvømmelsesproblemer i Holstebro (Teknisk Rapport) /3 Storå - Værdikortlægning af skader ved Orbicon Teknik og Miljø oversvømmelser. (Teknisk rapport) /4 Udvidelse af Storåen ved Storebro i Ingeniørfirmaet Teknik og Miljø Holstebro (Ekstern Notat) (Vigtig for belysning af forudsætninger i [6]) Viggo Madsen /5 Storå beregning af vandstande ved Orbicon Teknik og Miljø udvidelse af tværsnit under cykelstier.(teknisk Rapport) /8 Skitseprojekt for klimasikringsanlæg ved COWI Vestforsyning Holstebro til magasinering af vand i Storå (Teknisk rapport) /5 Foreløbigt notat vedr. konsekvenserne for den "tørre" natur ved opstemning af Storå imellem Holstebro og Hodsager Teknik og Miljø Teknik og Miljø /5 Udbygning af Vandkraftsøen som Teknik og Miljø Teknik og Miljø reservoir til mindskelse af oversvømmelser i Holstebro v5. (Projektforslag-notat) /5 Recommendations Climate Adaptation Deltares Teknik og Miljø Plan Holstebro. Deltares /6 Vurdering af projektforslag [8] vedr. Orbicon Teknik og Miljø udbygning af Vandkraftsøen som reservoir til mindskelse af oversvømmelser i Holstebro /8 Notat vedrørende vurdering af DHI Teknik og Miljø skitseprojekter til klimatilpasning, Holstebro /11 Skitseprojekt for klimasikringsanlæg ved Holstebro (Hovedrapport) Baggrundsrapporter: Hydrauliske analyser for skitseprojekter for klimasikringsanlæg ved Holstebro Geoteknisk screening for placering af klimasikringsanlæg ved Storå COWI Vestforsyning og Teknik og Miljø