Skred i magasin: Fastsettelse av relevante skredegenskaper for generering av bølger med hensyn til overtopping av fyllingsdam

Abstract

Norges energiforbruk dekkes i dag i all hovedsak ved produksjon av vannkraft. Med den topografien som finnes i Norge, er det ikke til å unngå at enkelte magasin har blitt liggende ugunstig til i forhold til fare for skred. Et skred som ender opp i et magasin vil føre til dannelse av impulsbølger som vil kunne påvirke forhold rundt magasinet og da spesielt rettet mot en fyllingsdam. En fyllingsdam er ikke konstruert til å stå imot en høyere vannstand enn høyeste flomvannstand (HFV). «Skred i magasin» er et prosjekt som gjennomføres av Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) etter forespørsel fra Norges vassdrag- og energidirektorat (NVE). Målet for prosjektet vil på sikt være å fastslå et fribord med en sikkerhetsmargin på en fyllingsdam, der skredfaren rundt magasinet er tatt i betraktning. Dette vil da øke sikkerheten til fyllingsdammen som konstruksjon. Hovedformålet med masteroppgaven var å kunne avklare de relevante skredegenskapene som påvirker generering av bølger og tilhørende overtopping av dam. I tillegg til å tolke observerte forskjeller i hydrodynamisk respons.Det er benyttet en modell av Geirangerfjorden, lokalisert i vassdragslaboratoriet ved NTNU, som opprinnelig ble bygd i forbindelse med Åknes-prosjektet. I dette prosjektet ble Viddalsmagasinet brukt som prototype med en skala på 1:158. Det er til sammen kjørt 12 modellforsøk. De fem første forsøkene ble kjørt med kompakte klosser i ulike posisjoner i forhold til hverandre. De to siste skredene ble kjørt med samme form som to av de første skredene, men med porøsitet på ~40 %. I tillegg ble tre av skredene sluppet fra ulike høyder over vannoverflaten, som ga ulik hastighet i møte med vannoverflaten.Resultatene tyder på at skredvolumet har stor innvirkning på overtoppingen. En dobling av skredvolum i lengderetning vil føre til en dobling av overtoppingen, med en konvergerende tendens når lengden av skredet blir for stort. Ved en dobling av volumet i bredderetningen vil overtoppingen mer enn dobles, nettopp fordi denne endringen også fører til en endring av form. Et skred med bred front, vil føre til 20 % større overtopping i forhold til et skred med samme volum men med halv frontbredde. Et skred med en høyere porøsitet vil føre til at et mindre vannvolum går over dammen. Det tyder på at vannet vil kunne trenge inn i skredmassene, slik at den totale påvirkningen på vannet blir dempet.Det ble observert tre tydelige bølger som gikk over dammen. Den første bølgen gikk over jevnt fordelt, mens de to neste gikk over på sidene og i midten. Dette kan indikere at refleksjon av bølgene påvirker overtoppingen.