OPPDRAGSRAPPORT 8 -88 Rapportens tittel: Dato: 1988-06-15 F'LCMBEREX3NIN3, HALDENVASSDRAGET Rapporten er: Apen Opplag: 25 Saksbehandler/Forfatter: Ansvarlig: Lars-Evan Pettersson Kontoret for overflatehydrologi i:~ li~: l HALDEN IDIIEDVl\SSIlRAGS 13RUl<SEIERF'ClRENDG r-- I Sarrmendrag: Dim3nsjcnerende og påregnelig maksimal flan er beregnet for ni darrmer I i Haldenvassdraget med fØlgende resultat: I Avløpsflan Flanstigning m3 /s m I Dimensjonerende flan - Bjørkelangen 78 2.97 - Øgderen 15 0.73 - Setten 35 1.11 - Mjennen 55 0.99 - Rødenessjøen 206 1.03 - Øymarksjøen 211 1.00 - Asperen og Ara 227 1.55 - Store Erte 18 0.42 - Femsjøen 232 2.39 I AvIØPBflan Flanstigning m3 /s m Påregnelig maksimal flan - Bjørkelangen 211 4.53 - Øgderen 36 1.30 - Setten 73 2.76 - Mjennen 113 1.48 - Rødenessjøen 567 2.66 - Øymarksjøen 539 3.54 - Asperen og Ara 601 3.00 - Store Erte 56 0.76 - Femsjøen 627 7.48 FORORD "FOlsktifter for damltleL" ble fastsatt ved kongelig resolusjon av 14. november 1980 og gjort gjeldende fra 1. januar 1981. Ka[! i ud. 7 i. forskrift.ene be~;kdvpr de flomberegnillljer ~;(lm :->kal utfØres i for­ Linrleise med dammer. Det er Hydrulogisk avdeling som utfØrer de flest!:' :;1 ikf' flomheregninger. Hyurologisk avdeling vil otj::>å kontrollere og godkjenne flamberegninger som er utfØrt dV andre. FClu'l i gqende rapport besk.river freulgangsmåten og ~ll r r('~;ul tåtene av en flamberegning bestilt av Halden Hovedvassdrags Brukseierforening for dammer i Haldenvassdraget. Oslo, juni 1988 ~~Arne T011ao avdeling5direk~ØJ v h n / rar fl / l " Il J H" l et f' fl V " S , ri r a 9 " t INNHOLD Side 1 . INNLEDNING .3 2. BESKRIVELSE AV VASSDRAGET 3 3. BEREGNINGSMETODIKK 6 4. DIMENSJONERENDE TILLØPSFLOM 7 5. MAGASIN OG AVLØPSKURVER 13 6. DIMENSJONERENDE AVLØPSFLOM 17 6. 1 BjØrkelaw]en 17 6.2 Øgderen 18 6. "3 Seth:n 19 6.4 Mjermen 19 6.5 RØdenessjøen 20 6.6 ØymarksjØen 22 6.7 Asperen og Ara 24 6.8 FemsjØen 26 6.9 Store Erte 28 6.10 Sammendrag 29 7. pAREGNELIG MAKSIMAL FLOM 30 7. 1 Påregnelig maksimal tillØpsflom 30 7.2 Påregnelig maksimal avløpsflom, BjØrkelangen 33 7.3 Påregnelig maksimal avløpsflom, Øgderen 35 7.4 Påregnelig maksimal avlØpsflom, Setten 36 7.5 Påregnelig maksimal avløpsflom, Mjermen 38 7.6 Påregnelig maksimal avløpsflom, Rødenessjøen 39 7.7 Påregnelig maksimal avlØpsflom, ØymarksjØen 42 7.8 Påregnelig maksimal avløpsflom, Asperen og Ara 44 7.9 Påregnelig maksimal avløpsflom, Femsjøen 45 7.10 Påregnelig maksimal avløpsflom, Store Erte 47 '7. 11 Sammendrag 48 8. DISKUSJON 49 9. I,ITTERATUR 50 VEDLEGG Påregnelig ekstrem nedbØr for Haldenvassdraget vho/rapp/lep/Haldenvassdraget 3 1. INNLEDNING Etter en bestilling fra Halden Hovedvassdrags Brukseierforening er '10~ blitt utfØrt beregning av dimensjonerende avlØpsflom og påregne• l j 9 maksimal avlØpsflom med ti 1 hØrende vanngtandcr for dammer 1. Haldenvassdraget. Bereqnin']en I'[ lw']renst>t til dammene ved de store maga~~i nene j Vd ~,:;rlri'!get. Disse er BjØrke langen, Øgderen, Setten, Mj"tmen, RØdenessjøen, Øymarksjøen, Asperen og Ara, St()t(~ Fli (' ng FemsjØen. Beregningen tar utgangspunkt i de retningslinjer som glS i "F()fskrifter for dammer" og fØlger de metoder som er beskrevet i Vassdragsdirektoratets V-informasjon 1, "Beregning av dimen­ sjonerende og påregnelig maksimal flom. Retningslinjer". 2. BESKRIVELSE AV VASSDRAGET Haldenvassdraget er med sitt nedslagsfelt på ca 1600 km 2 nummer 26 l stØrrelse av Norges vassdrag. De nordre delene ligger i Akershus fylke og de sØndre delene i Østfold, tett mot grensen til Sverige. Nedslagsfeltet ligger forholdsvis lavt, med hØyeste punkt ca. 400 m.O.h. Det er til større delene dekket av skog og er meget rikt på inn:3jØer. Vassdraget begynner i sjøen Floangen drØyt 10 mil nord for Halden. Denne del av vassdraget, Vestelven eller HØlandselv, har noe fall i den Øvre delen men fIaler snart ut og renner videre uten særlig 'Jrctdient. Fallene .i. hovedvassdraget er deretter kon:3<' fl I f(lr I: ti l dammene ved de store magasinene. Sjøen BjØrkelangen i Vestelven er l)ppdemmet ved Fosser dam 09 lLIJ'Jer ca. 123 m.O.h. Det er et forholdsvis litet magasin. Det ca. 5 m hØye fallet ved Fosser dam utnyttes delvis i et lite privat kraftverk. En drØY mil nedenfur BjØrkelangen kommer Korselven jnn fra vest med et nedslagsfelt på 173 km 2 . Korselven dannes ved sammenlØpet av Haf;:;tenelven og Hemneselvt~n, hvorav den senere kommer fra ØgdeIt'n, den fjerde største innsjØen i vassdraget. Øgderen ligger 133 m.O.h. 09' har et forholdsvis lite nedslagsfelt.. InnsjØen er oppdemmet noe ved Hemnes dam. Noe lengre ned i vassdraget kommer Østelven eller BØenselven inn fra øst. Den k()mmer fra innsjøene Setten og Mjermen, som er adskilt så å si bare av Kolstadfoss dam ved Sel.tens utlØp. Disse sjøer ligger på hhv. 167 {)g 165 m.O.h. Fra BØens dam ved Mjermens utlrpp f"ller elven forholdsvis bratt ned til sammenlØpet med hovedelven. på denne strekning ligger Lundsfoss hvor det ligger et lite kraftverk. Østelvens nedslagsfelt ved Lundsfoss er 279 km2 . Like etter sammenlØpet mellom Vestelven og Østelven faller hoved­ elven ut i vassdragets største innsjø, RØdenessjøen. Denne, drØyt to mil lange sjø, 118 m.o.h., strekker seg sydover til ørje dam. vho/rapp/lep/Haldpnvassdraget 4 Her er et fall på 10 m som delvis ut ny t t es i et kraft verk på 1,5 MW. Ved ørje ligger Haldenkanalens øv p. r s te sluseanlegg, med tre s lusekamr e. Nedenfor ørje ligger ØymarksjØen, den tredje største innsjØen i vassdraget, ca . 108 m.o .h. ØymarksjØen reguleres av Strøms foss dam, hvor et fall på drØyt 2 meter delvis utnyttes i et kommunalt kr a f t verk. Her er en sluse med ett kammer. Nedenfor StrØmsfoss ligger AremarksjØen, Ara, som gjennom det smale sundet Tordyvelen går over i Asperen. Her snur vassdraget retning mot vest og går over i den smale Stenselven. Asperen og Ara, vass­ dragets nes t største innsjø, ligger ca . 106 m.o.h. og er oppdemmet av Brekke dam . Her er et kraftverk på 8 .0 MW, tilhØrende Halden kommune. Brekke sluser, med en lØftehØyde på 26.6 m fordelt i fire kamre , er Norges hØyeste sluseanlegg. Nedenfor Brekke renner elven ut i FemsjØen og får samtidig tillØp fra syd, fra Store Erte, et forholdsvis stort magasin. FemsjØen er den nederste innsjØen i Haldenvassdraget og ligger 79 m. O.h. Sjøen er oppdemmet av Svanedammen, hvor det og så er inntak til to kraft­ verk, Tistedals Eo ss I og Tistedalsfoss Il, som utnytter det hØye fa llet. på den siste halvmilen ned tilIddefjorden ligger to små kraftverk l a nslutning til to lave fosser, Skoningsfoss og Porsnes. Kar tet i figur 1 gir en oversikt over vassdraget og i tabell 1 er fØlgende feltparametre gjengitt for de aktuelle magasinene: areal (A), normalavlØp (QN), effektiv sjøprosent (ASE), feltlengde (FL) og relieff-forhold (HL) . Felt A QN ASE FL HL km 2 1/s· km 2 sjøprosent km m/km BjØr kelang en 277 .85 16 0.17 27 . 5 3.3 Øy deren 90 . 88 15 O 15. 1 6.0 Setten 185 . 86 15 0.09 20.0 4.5 Mjermen 264.20 15 0 .05 27.8 2. 9 RØd eness jøen 1028 .80 15 0 .03 65 . 5 1.5 ØymarksjØen 1180. 30 15 O.O l 85.6 1.1 As peren 09 Ara 1408.34 15 0 .02 103 . 6 0.9 Store Erte 60 .00 15 0.10 9.9 5. 1 Fems jØ en 1594.24 15 0.02 108.5 0 .8 Tabell 1 . Feltparametre . Effektiv sjøprosent er beregnet uten å t a med ma9asinenes areal (tillØp) . vhn/rapp/l~p/Haldenvas5draget 5 o 10km 1----,'---< Fig. 1. Kart over Haldenvassdraget. vho/rapp/lep/Haldpnvassdr~9.t 6 3. ElEREGNlNGSMETO!ll KK nimen:;jonerende f]tilll, d":-i. flolO med gj p ntaksiri1f'rvall 1000 år, bereg­ n(~::i vc'.] frekvensanalY:3er av flommer observert i og nært Halden­ vassdraqet. For beregning av p~regnelig lnftk::·;jmal flom, som ikke er ktlyttet til et bestemt gjentaksintervall, benyttes en nedbØr- avlØps• ln!Hkll. Denne mude} 1 er utviklet ved Hydrologisk Avdeliny spesielt for flomberegninger og er nærmere beskrevet i "Hydrologisk modell for f]omberegninger". Ved å ta utgangspunkt i estimat for påregnelig maksimal nedbØr, beregnet av Det Norske Meteorologiske Institutt pt~pr en metode beskrevet i "Påregnelige ekstreme nedbØrverdier", ::iimllLeres påregnelig maksimal flom ved bruk av nedbØr avlØpsmodellen. j)p1. er tillØpsfJommer som beregne~i p~ denne måte. Av] Øp!:iflummer med ti.lhØrende vannstander beregnes ved å rute tillØpsflommene gjennom de dktueJle magasinene, for derved å ta hen:.yn til flomdempningen i disse og til flomavledningsorganenes kdrdkh~ristikk og manøvrering. I felt !ned elt. magasin er fremgang~måten forho ldsv is grei, men i 5dmmen~atte [elt, dvs. felt med flere magasiner, er beregningen mer komplisert. Det vil f.eks. ofte være kortvarigere flommer som er mest kritiske for delfelter, mens det er mer langvarige flommer som er 1(lf'~l kritiske i store sammensatte felt. Dimensjonerpnde flom vi] Jerfl)r ikke opptre samtidig i Jelfelt 30m i det totale feltet. Videre betyr m~9asinene5 ~jØareal mye fOT varigheten av de kritiske flommene. I små magasin vil kortvarige, intense tillØpsflommer li!f'cHøre st.ore avJØpsf]ommer. I ,~t(lre maga~;jn vi] en kortvarig fjom Ilempes sA mye at det er langvarigere, mindre intense tillØpsflommer som mpdfØrer stør~t avlØpsflom. Det er derfor spesielt viktig i et sA inn3jørikt vassdrag som Haldenvassdraget å regne med tilstrekkelig lang varighet på flommene. v h (/ / r il r fl / l f' P I H ~ l ri e n v il " , ri r , !J " t 7 DIMENSJONERENDE TILLØPSFLOM l Haldenvassdraget finnes tre stasjoner som måler vannfØringen.