Notat FALDFORHOLD OG SKIKKELSE FOR OMLØB VED MØLLEDAMMEN, USSERØD Å 19. august 2016 Projekt nr. 224960 Udarbejdet af CMR Kontrolleret af ERI/HPE Godkendt af HPE 1 INDLEDNING Der er projekteret et omløb ved Mølledammen, Usserød Å st. 3675-3822. Omløbet har primært til formål at sikre passage for fisk og smådyr, og sekundært at forbedre de afvandingsmæssige forhold og minimere tilbagestuvende vand fra Mølledammen. Fiskeøkologisk Laboratorie ønsker belyst hvilken effekt projekterede faldforhold og skikkelse har på de afvandingsmæssige forhold. Indeværende notat analyserer de hydrauliske konsekvenser ved de projekterede forhold vha. opsætning af en MIKE 11 model for strækningen. 2 PRINCIP OG FORUDSÆTNINGER Indløbet til den nuværende Mølledam ved st. 3675 afskæres med et dige med overløbskant i kote 7,90 m (DNN) og Mølledammen vil i plansituationen således først få tilledt vand direkte, når vandspejlet i Usserød Å overstiger denne kote, se Figur 2-1. For at sikre vandudskiftning i Mølledammen, tilføres dog permanent 25 l/s forbi dette dige via et rør lagt fra et opstrøms punkt, hvor vandstanden overstiger 7,90 m DNN i low flow situationer. Vandet vil i plansituationen løbe i et omløb vest om Mølledammen inden det ledes i underføringen under Håndværkersvinget. Plan- og principskitse er illustreret nedenfor. NIRAS A/S Sortemosevej 19 3450 Allerød CVR-nr. 37295728 Tilsluttet FRI www.niras.dk T: +45 4810 4200 F: +45 4810 4300 E: niras@niras.dk
Usserød Å st. 3819: Beklædt spuns med seks meter overløbskant i kote 7,85 m DNN inden styrt til underføring i st. 3822. Omløb st. 1: Underføring der tillader maks afstrømning på 1000 l/s i omløbet. Usserød Å st. 3675/Omløb st. 0: Dige med seks meter overløbskant i kote 7,90 m DNN leder hverdagsafstrømning gennem omløb. Figur 2-1. Plan og principskitse af omløb og Mølledammen 2
3 DESIGN OMLØB Omløbet er 207 m med ud- og indløb til Usserød Å ved hhv. st. 3675 og 3821. Omløbet er designet med varierende faldforhold, se Tabel 3-1. Tabel 3-1. Fysiske forhold i omløb. Koter angivet i m DNN St Bundkote Fald Venstre brinkkote Højre brinkkote Bundbredde (m) Anlæg 0 7,00 0,004 8,50 8,50 2,50 1:1,5 11 6,96 0,004 8,50 8,50 2,50 1:1,5 55 6,78 0,000 8,50 8,50 2,50 1:1,5 59 6,78 0,004 8,50 8,50 2,50 1:1,5 71 6,72 0,005 8,85 8,85 2,50 1:1,5 88 6,63 0,000 9,15 9,15 2,50 1:1,5 94 6,63 0,006 9,20 9,15 2,00 1:1,0 111 6,53 0,000 9,35 9,20 2,50 1:1,5 115 6,53 0,004 9,30 9,30 2,50 1:1,5 140 6,43 0,005 9,00 9,00 2,50 1:1,5 167 6,29 0,004 8,75 8,75 2,50 1:1,5 189 6,21 0,0045 8,50 8,50 3,00 1:1,5 207 6,13 8,50 8,50 3,00 4 MODELOPSÆTNING Der tages udgangspunkt i Regulativ for Usserød Å / 1/, hvorfra bundbredde og -koter (i DNN) anvendes. Dette gælder ligeledes for dimensioner af underføringer. 4.1 Skikkelse og bygværker Modellen sættes op for Usserød Å strækningen st. 3300 (udløb fra Fabriksdammen) til st. 4470 (tilløb fra Donse Å). Mølledammen starter ved st. 3675 og udmunder i et slug ved st. 3822, der løber under Håndværkersvinget. Sluget er H:100 cm og B:70. Der løber to mindre ledninger langs bunden af underføringen, Figur 4-1. Det forudsættes at den tværgående ledning over underføringen ikke er hydraulisk begrænsende. 3
Figur 4-1. Underføring under Håndværkersvinget st. 3822-3835. Der er i modelopsætningen anvendt regulativmæssige bundkoter på strækningerne st. 3300-3356 og st. 3822-4470. På strækningen st. 3356-3822 er bunden uddybet ift. regulativ, så der opnås en bundkote på 7,00 m (DNN) i Mølledammen og jævnt fald på strækningen st. 3356-3675. Begge overløbskanter ved ind- og udløb fra Mølledammen er 6 m brede. Underføringen i starten af omløbet er designet som en 2 m lang rektangulær (H:40 cm og B:100 cm) underføring med fald fra 7,00 m DNN til 6,98 m DNN. 4.2 Randbetingelser Strækningen får tilført en punkttilledning fra Fabriksdammen st. 3300. Strækningen tilføres en fiktiv afstrømningsforløb som illustreret på Figur 4-2. 4
Figur 4-2. Fiktivt afstrømningsforløb. Randbetingelsen ved udløbet af modellen sættes som en fast vandstand. Denne er så langt nedstrøms, at den ikke påvirker forholdene omkring Mølledammen. Derudover tilføres permanent ca. 25 l/s til Mølledammen. Denne afstrømning fjernes fra strækningen opstrøms diget ved st. 3500 umiddelbart nedstrøms broovergangen. Røret bliver lagt som ø250mm over knap 180 m. 5
4.3 Modstand Manningtallet sættes til: M=12 for omløbsstrækningen M=20 for Mølledammen st. 3675-3822 M=15 for strækningen st. 3300-3675 (mellem Fabriks- og Mølledammen) og st. 3835-4470 (mellem Mølledammen og tilløbet fra Donse Å) M=77 (n:0,013) for underføringen til omløbet st. 3675 M=67 (n:0,015) for underføringen under Håndværkersvinget 6
5 RESULTATER På nedenstående Det ses hvorledes ca. halvdelen af vandet løber gennem Mølledammen ved afstrømning på 2000 l/s. Øvrige vandføringer og vandstande ses nederst på figurerne. Der begynder at løbe vand over overløbet til Mølledammen ved ca. 900 l/s. Brinkkoterne er fiktive, med undtagelse af omløbet, hvor den nyeste højdemodel er anvendt. Figur 5-1 og Figur 5-2 ses længdeprofilerne af strækningen st. 3300-4000 hhv. med omløb og Mølledammen ved afstrømning 2000 l/s. Det ses hvorledes ca. halvdelen af vandet løber gennem Mølledammen ved afstrømning på 2000 l/s. Øvrige vandføringer og vandstande ses nederst på figurerne. Der begynder at løbe vand over overløbet til Mølledammen ved ca. 900 l/s. Brinkkoterne er fiktive, med undtagelse af omløbet, hvor den nyeste højdemodel er anvendt. 7
Figur 5-1. Længdeprofil med omløb ved 2000 l/s Figur 5-2. Længdeprofil med Mølledammen ved 2000 l/s. På Figur 5-3 og Figur 5-4 ses længdeprofiler af strækningen st. 3300-4000 hhv. med omløb og Mølledammen ved afstrømning 300 l/s. Det ses 8
Figur 5-3. Længdeprofil med omløb ved 300 l/s Figur 5-4. Længdeprofil med Mølledammen ved 300 l/s Resultaterne fra MIKE 11 modellen er listet på nedenstående Tabel 5-1. Det ses på tabellen og ovenstående figurer hvorledes underføringen til omløbet ikke tillader mere end godt 1000 l/s og hvorledes vandstanden stiger til kote 7,75 m DNN i starten af omløbet. Det ses desuden hvordan det permanente vandspejl i Mølledammen ligger i kote 7,86 m DNN så længe vandstanden i Usserød Å opstrøms diget er under overløbskoten 7,90 m DNN. Ved afstrømning over 900 l/s i Usserød Å løber vandet over overløbskanten til Mølledammen. Ved afstrømning 2000 l/s stiger vandstanden til 8,14 m DNN inden det løber over styrtet. Tabel 5-1. Fordeling af vandføring ved karakteristiske hændelser. Q st. 3300 (l/s) Q omløb (l/s) Q Mølledam (l/s) Q rørtilledning (l/s) 300 286 14 14 500 477 23 23 800 774 26 26 1000 925 75 27 2000 934 1066 28 Den eksakte tilledning svarende til ovenstående afstrømningsforløb (Figur 4-2) er skitseret på nedenstående Figur 5-5. 9
Figur 5-5. Tidsligt forløb af tilførsel til Mølledammen svarende til afstrømningsforløbet illustreret på Figur 4-2. På Figur 5-6 og Figur 5-7 ses længdeplot af hastighederne ved hhv. 200 l/s og 1000 l/s (maksimal hastighed). Det ses, at hastighederne gennem underføringerne kommer op mod 3 m/s i maksimum-situationerne. Figur 5-6. Minimumshastigheder (nederste sorte linje) i m/s (højre y-akse) ved afstrømning 200 l/s. 10
Figur 5-7. Maksimumhastigheder (nederste sorte linje) i m/s (højre y-akse) ved afstrømning 1000 l/s. 6 KONKLUSIONER Ud fra ovenstående kan det konkluderes at det projekterede forslag vedr. omløb vest om Mølledammen ikke giver anledning til øget risiko for opstrøms oversvømmelser ved ekstreme afstrømningshændelser. Ved en længerevarende periode med høj afstrømning op til 2000 l/s, vil åen således ikke løbe over brinkerne til de lavbundede områder opstrøms Mølledammen. Der vil dog i kortvarige perioder ske stuvning på bagsiden af underføringen under Håndværkersvinget med vanddybde på op til 1,60 m. Ligeledes vil der ske opstuvning på opstrøms side af underføringen til omløbet med kortvarig vanddybde på op til 1,14 m. Der sikres et kontinuerligt flow på op til 25 l/s gennem Mølledammen ved permanent tilledning fra en ø250mm ledning placeret ca. 180 m opstrøms Mølledammen. 7 REFERENCER / 1/ Regulativ for Usserød Å. Teknik og miljø. Frederiksborg Amt. 1993. 11