Utløsning av jordskred. Vurdering av strømningskraft, topografisk våthetsindeks, skråningsvinkel og dreneringsområde som indikatorer for løsneområde.

Abstract

Jord- og flomskred er en av de vanligste geofarene i Norge, og gjør skader på bebyggelse og infrastruktur hvert år. Ekstremværet Hans førte til flom og utløsning av flere jord- og flomskred i august 2023, og påførte skader for flere milliarder av kroner. Hans kan sees på som et varsel på hva som kan forventes i fremtiden, som følge av at ekstremvær og jord- og flomskredhendelser vil bli mer vanlig. Kunnskap om jord- og flomskred, om hvordan og hvor de kan oppstå, blir derfor enda viktigere i fremtiden for å kunne sikre samfunnet mot skader på bebyggelse og infrastruktur, og tap av liv, påført av slike hendelser.

Måten dagens aktsomhetskartlegging av jord- og flomskred utføres på gir en relativt konservativ dekning, men likevel utløses det jordskred utenfor områder som anses å være sårbare for jord- og flomskred. For å kunne sikre en mer nøyaktig aktsomhetskartlegging utfører Norges geologiske undersøkelse (NGU), på oppdrag fra Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE), er prosjekt hvor det undersøkes om andre parametere enn de som benyttes i dag kan gi mer presis kunnskap om løsneområder for jordskred.

Denne oppgaven er utført i samarbeid med NGUs prosjekt, og hadde som hensikt å undersøke om strømningskraft (SPI) og topografisk våthetsindeks (TWI) kunne benyttes som indikatorer for å identifisere løsneområdene til jordskred. Skråningsvinkel og dreneringsområde, som allerede benyttes i dagens aktsomhetskartlegging, skulle også vurderes. Det er utført skredkartlegging av jordskred i Vinstradalen og Espedalen utløst under Hans, samt laboratorieanalyse av prøver fra skredenes løsneområder. Resultatene fra skredkartleggingen er blant annet benyttet til å vurdere hvorvidt SPI og TWI kan forklare morfologien til jordskred kartlagt på Kvikne (Vinstradalen), relatert til indikatorer på vanninnhold og erosjon.

Undersøkelse av den statistiske fordelingen av parameternes punktverdier i løsnepunkt fra skredhendelser utløst under Hans og jordart (løsmassetype) i løsnepunktene, ga flere resultater. SPI og størrelsen på overliggende dreneringsområde korrelerer dårlig med løsnepunkt, og kan trolig ikke kunne benyttes som en indikator for løsneområder for jordskred. TWI og skråningsvinkelen ga derimot begge god korrelasjon, og kan trolig benyttes som en indikator for løsneområder til jordskred. Regresjonsanalyse av punktverdier for skråningsvinkel og dreneringsområde viste ingen korrelasjon mellom de to. Korrelasjonen er noe høyere ved sortering av skråningsvinkel og dreneringsområde etter enkelte jordarter. Undersøkelse av strømningsmønstre for SPI og TWI på Kvikne opp mot observasjoner fra felt viste at SPI og TWI trolig kan benyttes i å forutse utløpslengde og morfologi relatert til vanninnhold og erosjon. Analyse av løsmassetype i løsnepunktene viste at de fleste skredene ble utløst i morenemateriale. Basert på skredkartlegging og laboratorieanalyser av de karlagte skredene er det trolig bunnmorene som har utgjort glideplanet, og utsmeltingsmorene som har glidd ut.

Landslides are one of the most common geohazards in Norway, and cause damage to buildings and infrastructure. The extreme weather Hans lead to flooding and several landslides in august 2023, which amounted to damages worth of several billion NOK. Hans can be seen as a warning of what is to be expected in the future, as extreme weather and landslides likely will become more common events. Knowledge about how and where landslides occur will therefore be even more important in the future, in order to secure society against damage to buildings and infrastructure, and the loss of life.

The way susceptibility mapping of landslides is executed today gives a conservative coverage. Still, several landslides occur outside of the susceptibility areas. In order to provide more accurate susceptibility mapping, the Geological Survey of Norway (NGU) is conducting a project, comissioned by the Norwegian Water Resources and Energy Directorate (NVE), where the goal is to investigate whether other parameters than those that are used today could provide more precise knowledge of the release areas of landslides.

This thesis is carried out in collaboration with NGU’s project, and was intended to investigate whether stream power index (SPI) and topographic wetness index (TWI) could be used as indicators in the identification of release areas. Slope angle and catchment areas, which are already used in todays suceptibility mapping, were also to be asessed. Mapping of landslides triggered during Hans has been carried out in Vinstradalen and Espedalen (south-central Norway), as well as laboratory analysis of samples from the release areas of some landslides. The results from the landslide mapping have, among other things, been used to asess whether SPI and TWI can explain the morphology of the landslides mapped on Kvikne (Vinstradalen), related to indicators of water content and erosion.

Examination of the statistical distribution of the parameters (point-values) at the release points of landslides triggered during Hans and soil type gave ambiguous results. SPI and the size of the upslope contributing catchment area correlate poorly with release areas to landslides, and should therefore not be used as indicators of release areas susceptible to landslides. TWI and slope angle correlated well with the release point, and can probably be used as an indicator of release areas susceptible to landslides. The regression analysis of point-values from slope angle and catchment area showed no correlation between the two. The correlation was somewhat higher when sorted by soil type, at least for some soil types. Examination of the flow patterns of SPI and TWI compared to observations from the landslide mapping on Kvikne showed that SPI and TWI probably could be used to predict run-out length and landslide-morphology related to water content and erosion. Analysis of soil type in the release areas showed that most landslides were triggered in glacial till. The slip plane of the landslides is most likely lodgement till, while the released soil type is melt-out till, based on field investigations and laboratory analysis.