NOTAT
Projekt
Haslund Enge
Projektnummer
1391200163
Kundenavn
Randers Kommune, Natur & Landbrug
Emne
Påvirkning på vandstanden i Randers by ved tilbageholdelse af
vand fra Gudenåen på Haslund Ø
Til
Hanne Wind-Larsen
Fra
Morten Larsen
Projektleder
Morten Larsen
Kvalitetssikring
Lars Bo Christensen
Revisionsnr.
1
Godkendt af
Henrik Vest Sørensen
Udgivet
23-01-2013
Ved høj vandføring i Gudenåen og stuvning i Randers Fjord er der risiko for oversvømmelser i Randers By. Som følge af de forventede klimaforandringer vil denne
risiko forøges yderligere i fremtiden. Derfor har Randers Kommune ved Natur &
Landbrug bedt Orbicon om at gennemføre en undersøgelse af, om tilbageholdelsen af vand fra Gudenåen på Haslund Ø vil have en effekt på vandstanden i Randers By.
Orbicon har gennemført undersøgelsen i januar 2013. Nærværende notat beskriver opsætningen af den anvendte hydrodynamiske model, beregningsscenarierne
samt resultaterne af undersøgelsen.
HASLUND Ø
Engområdet på Haslund Ø har en udbredelse på ca. 130 ha. Området fremgår
Figur 1.
1/7
Orbicon
Jens Juuls Vej 16
8260 Viby J
[email protected]
www.orbicon.dk
87 38 61 66
CVR nr: 21 26 55 43
Handelsbanken
7643-0002350106
FRI
Figur 1 Engområdet på Haslund Ø som er medtaget i projektet
På baggrund af den digitale terrænmodel er området niveaumæssigt beregnet til at
ligge i intervallet fra kote -1,9 m DVR90 til kote 1,0 m DVR90 og at have et volumen på ca. 1,3 mill. m3. På Figur 2 er relationen mellem terrænniveauet og volumen for området angivet.
1.5
Kote [m, DVR90]
1.0
0.5
0.0
-0.5
-1.0
-1.5
-2.0
0.0
0.5
Volumen [mill.
1.0
1.5
m3]
Figur 2 Relation mellem terrænniveauet og volumen på engområdet på Haslund Ø
BEREGNINGSMODEL
Effekten af tilbageholdelsen af vand fra Gudenåen på engområdet på Haslund Ø er
undersøgt ved vandspejlsberegninger med den 1-dimensonale hydrodynamiske
vandløbsmodel MIKE11 fra DHI [DHI, 2009].
Modellen omfatter Gudenåen fra st. 14.106 m ved broen i Ulstrup til st. 37.100 m
ved Gudenåens udløb i Randers Fjord i Randers Havn. Tværprofilerne i modellen
på strækningen fra st. 14.106 m til st. 34.178 m kommer fra Orbicons opmålinger af
Gudenåen for Viborg og Favrskov kommune gennemført i december 2009 og
marts-april 2010. På den resterende strækning kommer tværprofilerne fra en op2/7
måling gennemført af Niras for Århus og Viborg Amter i 1997. Tværprofilerne fra
denne opmåling omfatter kun broerne i og omkring Randers.
Den øvre randbetingelse i modellen ved st. 14.106 m er vandføringen målt på målestation nr. 21.09, som er placeret ved broen i Ulstrup.
Tilløbene til Gudenåen fra Lilleå i st. 21.386 m og Nørreå i st. 32.404 er beskrevet
som punktkildet på baggrund af vandføringer fra hhv. målestation nr. 21.49 og
målestation nr. 21.03. Vandføringer fra målestation nr. 21.49 (Lilleå) er anvendt
direkte i modellen mens vandføringer fra målestation nr. 21.03 (Nørreå) er arealkorrigeret, så de svarer til Nørrås øgede afstrømningsopland fra målestationen til
udløbet i Gudenåen.
Den diffuse tilstrømning til Gudenåen på hele vandløbsstrækningen er beskrevet
med den specifikke afstrømning beregnet på baggrund af vandføringer fra målestation nr. 21.09.
Den nedre randbetingelse i modellen er vandstanden i Randers Havn.
I modellen er der anvendt dagligt varierende Manningtal for en grødemodel svarende til, at der ikke foretages grødeskæringer. Bestemmelsen af grødemodellen
er nærmere beskrevet i [Viborg Kommune, 2013].
Engområdet på Haslund Ø er i modellen lagt ind som et overløb i st. 31.689 m. Det
betyder, at når vandstanden i st. 31.689 overstiger en given kote løber der vand til
engområdet. Når reservoirkapaciteten i engområdet er opbrugt kan vandet løbe
tilbage i Gudenåen i st. 32.083 m. Ligeledes tømmes engområdet igen til st.
32.083 m ved hjælp af en pumpe.
BEREGNINGSSCENARIER
Der er i undersøgelsen regnet på 2 scenarier. I det første scenarie er der anvendt
en vandføring i Gudenåen svarende til en 10-års maksimum afstrømning ved middel vandstand i Randers Fjord. I det andet scenarie er der også anvendt en vandføring i Gudenåen svarende til en 10-års maksimum afstrømning men her ved høj
vandstand i Randers Fjord. Der er i begge scenarier regnet på eksisterende forhold
og implementering af engområdet på Haslund Ø som reservoir. Beregningsscenarierne benævnes i det følgende som:
1. 10-års maksimum afstrømning ved middel vandstand i Randers Fjord
a. Eksisterende forhold
b. Med reservoir
2. 10-års maksimum afstrømning ved høj vandstand i Randers Fjord
a. Eksisterende forhold
b. Med reservoir
3/7
Det skal bemærkes, at det ikke er undersøgt, hvorvidt de belyste planscenarier er
teknisk, lovgivningsmæssigt og/eller økonomisk gennemførlige. Scenarierne er
således alene opstillet til belysning af magasineffekten i området Haslund Ø.
25
40000
20
30000
15
20000
10
10000
5
0
0
Q(21.09)
Q(21.03)_Udløb
Q(21.49)
Afstrømning (q) [l/s/km2]
50000
22-02-2007
30
12-02-2007
60000
02-02-2007
35
23-01-2007
70000
13-01-2007
40
03-01-2007
80000
24-12-2006
Vandføring (Q) [l/s]
10-års maksimum afstrømningen i Gudenåen er i [Viborg Kommune, 2013] beregnet til ca. 35 l/sek/km2 af data fra perioden 1981 til 2010 fra målestation nr. 21.09.
Heraf er det valgt at lave beregningerne med en tidsserie fra målestation nr. 21.09
fra perioden den 1. januar 2006 til den 18. februar 2007, hvor den specifikke afstrømning den 22. januar var ca. 35 l/s/km2. Tidsserien ses som vandføring og
specifik afstrømning på Figur 3.
q(21.09)
Figur 3 Vandførings- og afstrømningstidsserier der er anvendt som randbetingelse i modellen
Vandføringen målt på målestation nr. 21.09 er anvendt som øvre randbetingelse i
modellen ved st. 14.106 m. Den specifikke afstrømning beregnet på baggrund af
data fra målestation nr. 21.09 er anvendt til at beskrive den diffuse tilstrømning til
Gudenåen.
Randbetingelserne for tilløbene fra hhv. Lilleå og Nørreå ses også på Figur 3 som
vandføringerne målt på målestation 21.49 og den arealkorrigerede vandføring fra
målestation nr. 21.03.
Manningtallet varierer dagligt over året mellem 12 og 21,5 m1/3/s som angivet på
Figur 4.
4/7
25
Manningtal [m1/3/s]
20
15
10
5
17-12-2006
28-10-2006
08-09-2006
20-07-2006
31-05-2006
11-04-2006
20-02-2006
01-01-2006
0
Figur 4 Varierende Manningtal anvendt i modellen
Pumpen i engområdet er defineret med en fast vandføring på 1 m3/s.
I scenariet med middel vandstand i Randers Fjord er vandstanden sat til 0 m
DVR90 mens den ved høj vandstand er sat til 1 m DVR90.
RESULTATER
Der er i modelberegningerne arbejdet med overløb i 2 forskellige niveauer i de 2
scenarier.
I scenarie 1.b er overløbskanten placeret i kote 1,3 m DVR90 og ved den maksimale vandføring ledes ca. 4 m3/s til engområdet. Det svarer til en reduktion på 5 %
af den maksimale vandføring i Gudenåen umiddelbart nedstrøms overløbet. Herved bliver den maksimale vandstand i engområdet på 0,94 m DVR90 og 95 % af
reservoir kapaciteten i engområdet udnyttes. Nedenstående på Figur 6 er vandstanden i st. 33.303 m og 36.531 m angivet som tidsserier i de to beregningsscenarier ved middel vandstand i Randers Fjord (1.a og 1.b). Placeringen af st. 33.303
m og 36.531 m ses på Figur 5.
5/7
Figur 5 St. 33.303 m og st. 36.531 m på Gudenåen
1.40
1.20
1.00
Kote [m, DVR90]
0.80
0.60
0.40
0.20
1.a - St.33303
1.a - St.36531
1.b - St.33303
1.b - St.36531
27-02-2007
17-02-2007
07-02-2007
28-01-2007
18-01-2007
08-01-2007
29-12-2006
0.00
Figur 6 Vandstand i st. 33.303 m og 36.531 m i scenarie 1.a og 1.b
I st. 33.303 m er der en forskel på 5 cm i vandstanden mellem de to beregnings
scenarier 1.a og 1.b mens den i st. 36.531 m er på 2 cm.
I scenarie 2.b er overløbskanten placeret i kote 1,52 m DVR90 og ved den maksimale vandføring ledes ca. 5 m3/s til engområdet. Det svarer til en reduktion på 6 %
af den maksimale vandføring i Gudenåen umiddelbart nedstrøms overløbet. Herved bliver den maksimale vandstand i engområdet på 0,91 m DVR90 og 92 % af
reservoir kapaciteten i engområdet udnyttes. Nedenstående på Figur 7 er vand6/7
standen i st. 33.303 m og 36.531 m angivet som tidsserier i de to beregningsscenarier med høj vandstand i Randers Fjord (2.a og 2.b).
1.80
1.70
1.60
1.50
Kote [m, DVR90]
1.40
1.30
1.20
1.10
1.00
0.90
2.a - St.33303
2.a - St.36531
2.b - St.33303
2.b - St.36531
27-02-2007
17-02-2007
07-02-2007
28-01-2007
18-01-2007
08-01-2007
29-12-2006
0.80
Figur 7 Vandstand i st. 33.303 m og 36.531 m i scenarie 2.a og 2.b
I st. 33.303 m er der en forskel på 3 cm i vandstanden mellem de to beregnings
scenarier 2.a og 2.b mens den i st. 36.531 m er mindre end 1 cm.
Resultaterne af de hydrodynamiske beregninger viser altså, at effekten af tilbageholdelsen af vand fra Gudenåen på Haslund Ø vil have en meget begrænset effekt
på vandstanden i Randers By. Vandstanden i Randers By er afhængig af vandstanden i Randers Fjord. Det betyder, at effekten tilbageholdelsen af vand fra Gudenåen på engområdet vil reduceres yderligere ved højere vandstande i Randers
Fjord.
REFERENCER
Viborg Kommune, Udredning af vandstandsforholdene i Gudenåen ved Bjerringbro, Udarbejdet af Orbicon 2013
DHI, MIKE 11 - A Modelling System for Rivers and Channels – Reference Manual,
Version 2009
7/7