Bilag 4 - Rambølls notat Oplæg til regional stormflodsspærring i Roskilde Fjord Teknik og Miljø Miljø Sagsnr. 217972 Brevid. 1966305 Ref. JNAL / 8LD 2. september 2014
NOTAT Projekt Oplæg til sluseløsning i Roskilde Fjord Notat nr. JAN180814-001-Av1 Dato 2014-08-22 Til Julie Nyrup Albers, Kim Dahlstrøm, Roskilde Kommune Fra Jesper Aarosiin Hansen, Morten Boolsen, Henrik Mørup-Petersen, Rambøll Oplæg til sluseløsning i Roskilde Fjord 1. Indledning Stormen Bodil skabte i december 2013 oversvømmelser og stormflodsskader på Sjællands nordkyst og i Roskilde Fjord/Isefjord. Den højeste vandstand blev i Roskilde målt til 2,06 m over dagligt vande, der er den højeste vandstand målt i fjorden nogensinde. Selvom stormfloden i forbindelse med Bodil var en ekstremsituation, der forekommer ganske sjældent med dagens klima, kan tilsvarende vandspejlsniveauer i fremtiden forventes at forekomme med øget hyppighed, som følge af klimaforandringer og deraf betingede havvandsstigninger. Rambøll har på denne baggrund foreslået en sluseløsning i ved Kronprins Frederiks Bro i Frederikssund, til højvandssikring af kysten og byerne langs den indre del af Roskilde Fjord samt Frederikssund by. Princippet for løsningen blev omtalt i en artikel i ingeniøren d. 23. december 2013. Dato 2014-08-22 Rambøll Hannemanns Allé 53 DK-2300 København S T +45 5161 1000 F +45 5161 1001 www.ramboll.dk I det nedenstående beskrives kort det skitserede løsningsforslag med en vurdering af konsekvenser for miljø og eksisterende brokonstruktion. 2. Princip for højvandssikring De foreslåede højvandssikringstiltag tager udgangspunkt i tværsnittet ved den eksisterende Kronprins Frederiks Bro over Roskilde Fjord, hvor vandudskiftningen i forvejen begrænses af vejdæmningen og bropiller og man dermed nemmest og billigst kan etablere en sluseløsning, der er neutral i forhold til vandudskiftning i fjorden. I udførte skitseprojekter til sikring af Roskilde Kommune publiceret på www.roskilde.dk/oversvoemmelser, er der angivet en anbefalet sikringskote ved højvandssikring i tværsnittet ved Kronprins Frede- 1/6 Rambøll Danmark A/S CVR NR. 35128417 Medlem af FRI
riks Bro til kote 2,6. Dette ligger tæt på Rambølls umiddelbare vurdering af kote 2,5 som nødvendig sikringskote. Rambølls foreløbige vurderinger er foretaget ud fra en sikringskote på 2,5, men fremadrettet foreslås det at følge anbefalingen i det allerede udførte skitseprojekt, så der sikres til kote 2,6. Løsningen består af 4 sluseporte, hver af en bredde på ca. 35 meter ud for de eksisterende brofag. Sluseportene udføres så de under normale forhold ligger i en udgravning i havbunden, og dermed ikke skaber nogen hindring for vandgennemstrømning og sejlads. I forbindelse med stormflod kan sluseportene hæves, så de lukker tværsnittet og forhindrer en højere vandstand i den inderste del af fjorden. Driften af sluseportene kan tilrettelægges, så portene først lukkes når vandstanden i fjorden når over f.eks. kote 1,4, så periodevise oversvømmelser af strandengene sikres af naturmæssige hensyn. Figur 1: Layout af foreslåede højvandssikringstiltag Da den eksisterende vejdæmning har topniveau under kote 2, hæves topniveauet ved at etablere en kant langs vejen, som skitseret på Figur 1. Kanten kan udføres som en lav betonmur udført af vinkelelementer. Det skal undersøges om der er behov for en afskærende væg igennem dæmningen, for at hindre vandgennemstrømning i forbindelse med en vandspejlsforskel omkring dæmningen. Betondiget/kanten fortsættes ind over Færgelundsvej ved et vejbump til en terrænkote på 2,5 nås vest for vejen. 2/6
På den østlige side af broen fortsættes højvandssikringen ved et lavt jorddige forbi portvagten og op langs Strandvej, hvor den eksisterende terrænkote er ca. 1,5. Dette udføres for at højvandssikre af den nordlige del af Frederikssund by og for at forhindre vandet i at strømme bag om slusen. Diget skal kun etableres på den korte strækning markeret med grønt på Figur 1, da terrænet stiger mod nord. 3. Sluseløsninger Sluseportene kan udformes på to måder. Enten som traditionelle sluseporte, der trækkes op med kæder, eller som pontoner, der er fyldt med vand. Pontonerne skal forsynes med slanger, hvorigennem der kan pumpes trykluft ind i pontonerne, som kan presse vandet ud og på den måde skabe opdrift. Sluseportene etableres ud for hvert af de 4 brofag, idet der ud for de eksisterende bropiller etableres en pier af spunselementer, der rammes ned i undergrunden. Spunspierne inddeler strækningen i 4 selvstændige sluseåbninger, hvilket er nødvendigt pga. varierende vanddybde hen over tværsnittet. Sluserne udformes så alle kræfter optages af enten spunsvægge eller fundamentet til den grube i havbunden, hvori sluseportene ligger under normale forhold, så den eksisterende bro ikke påvirkes af den foreslåede sluseløsning. 3.1 Pontonløsning I pontonløsningen består hver sluseport af en vandfyldt stålponton, der ved hjælp af trykluft kan tømmes for vand, hvilket får slusen til at hæve sig fra havbunden. I lukket tilstand er det opdriften på pontonen der holder slusen lukket, idet pontonen designes så opdriften kan holde et differensvandtryk på f.eks. 1,5 m. Pontonløsningen er inspireret af den løsning som sluselaget i Kerteminde på Fyn arbejder med at få etableret som stormflodssikring af Kerteminde. Det er også samme princip som sluserløsningen der anvendes i Venedig, som for nuværende er under opførelse. Slusen lukker ikke helt op i lodret position, men vil i lukket position stå skråt, og det er derfor vigtigt at der på siderne af hver sluseport er lodrette vægge i hele sluseportens længde, som sikrer, at vandet ikke løber udenom sluseporten. Spunsvæggene der adskiller de enkelte sluseåbninger beklædes derfor med plane stålplader. Da der nødvendigvis må være en lille afstand mellem kanten af sluseporten og den lodrette væg, vil slusen ikke være 100% tæt, men dette er heller ikke nødvendigt. Alt efter hvilken strategi for lukning af slusen der anvendes, vil en vandspejlsstigning i inderfjorden på 10 cm eller 20 cm i løbet af den korte tid en stormflodshændelse typisk vil tage, godt kunne tolereres. I åben tilstand ligger pontonerne i en udgravning i bunden af fjorden, så de ligger plant med fjordbunden og ikke udgør en tærskel på bunden. Pontonerne er hængslet til enten en beton sænkekasse, eller en spunskasse forstærket med skråpæle, som skal tage lasten fra sluseportene. Det vurderes umiddelbart at det er mest sandsynligt med pæleløsningen i dette tilfælde, da der må forventes at være blød bund. Princippet for pontonslusen er vist i Figur 2. 3/6
Figur 2: Princip for pontonsluse 3.2 Traditionel sluseport Som alternativ til pontonslusen, kan der etableres en traditionel sluseport med kædetræk, som f.eks. anvendes som dokporte. Ligesom ved pontonløsningen foreslås at den åbne sluseport ligger i en udgravning i havbunden. I dette tilfælde vil sluseporten dog hejses til lodret position i lukket tilstand og der etableres et anslag mod spunspierne mellem åbningerne, således at sluseporten i dette tilfælde ligger foran pierne. Ved denne løsning kan man tætne anslaget med Gina profiler, men som beskrevet ovenfor er det ikke nødvendigt at slusen er 100% tæt. Spunsvæggene der udgør pierne foran de eksisterende bropiller skal i dette tilfælde designes til at tage lasten fra det vandtryk der skabes mod sluseportene, således at den eksisterende brokonstruktion ikke belastes. Da differensvandtrykket kun er i størrelsesordenen 1,5 m, vil der kunne laves en væsentlig lettere konstruktion end ved traditionelle dokporte, der skal designes for et stort vandtryk. Princippet for den traditionelle hejseport er vist i Figur 3. 4/6
Figur 3: Princip for hejseport 4. Konsekvenser for miljø De foreslåede løsninger etableres i forbindelse med den eksisterende bro, og ved normale forhold vil sluseportene ligge i en udgravning i havbunden, så gennemstrømningstværsnittet ikke bliver påvirket. Eneste nye konstruktioner over fjordbunden vil være spunspierne foran de eksisterende bropiller, der vil få samme bredde som bropillerne og har derfor ingen effekt på gennemstrømningen. Kun i lukket tilstand i forbindelse med stormflod, vil slusen lukke af for gennemstrømingen. Sluserne kan i forbindelse med stormflod blive opereret ud fra en strategi, så slusen først lukkes når vandstanden i den inderste del af fjorden er et stykke over 1 m, så man sikrer periodevise oversvømmelser af strandengene. 5. Konsekvenser for eksisterende konstruktion Sluseportene overfører alle laster til fundament og de spunspier der etableres foran eksisterende bropiller, så den eksisterende klapbro ikke belastes af den foreslåede sluseløsning. På den eksisterende vejdæmning kan en sikringskote i 2,5-2,6 m opnås enten ved en let pladekonstruktion på ydersiden af autoværn, eller der kan etableres en lav betonmur af vinkelelementer. I den forbindelse vil de geotekniske forhold skulle undersøges, men det vurderes umiddelbart, at det kan etableres uden påvirkning af vejdæmningens stabilitet. 6. Økonomi Der er på baggrund af den foreslåede pontonløsning, lavet et oversigtsmæssigt anlægsoverslag med udgangspunkt i anlægsoverslaget som Kertemine Sluselag har opstillet for slusen 5/6
ved Kerteminde. I nedenstående Tabel 1 er det estimerede anlægsoverslag vist med en samlet anlægssum på 35 mio. DKK. Det skal understreges at det nedenstående er meget foreløbigt og at det kræves, at der udføres et egentligt skitseprojekt for at give et mere præcist og sikkert anlægsoverslag. Tabel 1: Anlægsoverslag for pontonløsning Delelementer Mio DKK Sluseporte 8.2 Spunsvægge 2.6 Fundamenter 4.8 Uddybning 2.4 Trykluft & teknik 2.0 Bundbeskyttelse 1.0 Modelforsøg 3.0 Projektering 3.0 Diverse 5.0 Dige, vej m.m 3.0 I alt 35 6/6