Vannføring, flomdemping
Magasinering av vann vil si å lagre vann for bruk i elektrisitetsproduksjon om vinteren når kraftbehovet er størst. Overskuddsvann fra bresmelting og snøsmelting, samt fra nedbørrike perioder blir lagret i reguleringsmagasiner.

En undersøkelse i Hallingdalselva fra både før og etter vannkraftutbygging, har gitt gode holdepunkter for å anta at kraftutbygging har en betydelig reduserende effekt på vårflommen. Flomtoppene blir redusert i størrelse, og vårflommen kommer generelt tidligere. Damanleggene gir en mulighet for å forhåndstappe vann i perioder som vi forutser kommer til å bli etterfulgt av unormalt stort tilsig. På den annen side kan store flommer forekomme også i regulerte vassdrag. Fulle magasiner og liten dempingseffekt i terrenget kan ved store nedbørmengder føre til flomdigre vassdrag.

Hyppige og store flommer kan ha negativ effekt ikke bare på grunn av oversvømmelser og erosjon, men også fordi stor vannføring kan vaske ut bunnstrubstrat og generelt gjøre elvene mindre næringsrike for en kortere periode, med de effekter dette har for fisket i vassdraget. Det er eksempler på situasjoner der reguleringer kan virke til å bedre forholdene i vassdraget for flere brukerinteresser enn kraftutbyggerne.

Tilbake til toppen

I et år med normal vannføring er Glommas materialtransport ved innløpet i Øyern beregnet til 300 000 tonn. I flomperioden våre 1995 var transporten på hele 1 million tonn totalt.
(Foto: Akershus Energiverk, hentet fra "Vannets Kraft")

Vannhastighet

På samme måte som vannføringen blir dempet noe ved reguleringer, senkes også hastigheten på vannet i elvene. Likevel har vannets hastighet ikke bare sammenheng med mengden av vann i vassdraget, men også med for eksempel isforholdene i vassdraget. Akkumulert sarr (sørpe og is) i enkelte elvestrekninger kan føre til opphopning av vann, og derved til stor vannhastighet i de isfrie delene av elvetverrsnittet. (Foto: Statkraft)

Tilbake til toppen

Vanntemperatur
De økologiske forholdene i et vassdrag er en funksjon av blant annet temperaturen på vannet. Vanntemperaturens endringer ved en kraftutbygging må undersøkes i hvert enkelt tilfelle, men vi kjenner til de fleste årsaksfaktorene som har betydning i denne sammenheng:

• Magasinering av vann vil medføre lavere temperatur i elveløpet nedstrøms dammen  unntatt om sommeren da elvevannet vil få en høyere temperatur.

• Uttapping av vann fra dypere lag i magasinene vil heve temperaturen om vinteren og senke den om sommeren nedstrøms avløpet fra kraftstasjonen.

• Bortføring av smeltevann vil føre til høyere sommertemperatur nedenfor der vannet føres bort fra elva.

• Bortføring av avløpet fra innsjøer påvirker grunnvannstilsiget, som igjen medfører lavere middeltemperaturer nedenfor innsjøen.

• Endringer i vannføringen påvirker forandringshastigheten på vanntemperaturen. Stor vannføring gjør at temperaturen forandrer seg langsomt, ved liten vannføring forandrer den seg raskt.

• Stor gjennomstrømning i innsjøer vinterstid (som er vanlig etter reguleringer) fører til utjevning av temperaturen i vannets øvre lag.

• Endringer i isforholdene har effekt på energiutvekslingsforholdet mellom vann og atmosfære.

Tilbake til toppen

Isforhold

De vanligste virkningene på innsjøis er:

• Oppsprekking i reguleringssonen er til ulempe for ferdsel, og kan føre til ulykker både for mennesker og vilt. Tilgjengeligheten for motorisert ferdsel kan bedres noe ved å anlegge kjøreramper.

• Råker ved tunnelåpninger som følge av undervannsstrømmer er regnet som den farligste effekten på isforholdene, og både mennesker og dyr har omkommet i slike råker. Det er etter hvert blitt vanlig å pålegge utbyggeren sikring av slike områder.

• Overvann langs iskanten bidrar til å hindre ferdsel over isen

• Endret tidspunkt for islegging og isløsning kan ha virkning på tilgjengelighet, og kan også påvirke den økologiske balansen i vassdraget.

Endring av isforhold i elver kan gi seg utslag i:

• Åpen elv nedenfor utløpsstedet i et område der det vanligvis er tilfrosset

• Økte mengder sarr (sørpe og is) og bunnis som fører til opphopning av vann, og økt erosjon

• Større mengder is som løsner på samme tid. Isgang fører til unormal erosjon og skader på områder nær vassdraget.

• Økt andel av varmt grunnvann, som igjen fører til råker der det normalt skulle være tilfrosset.

• Mindre sammenhengende isdekke i områder med redusert vannføring.

• Ustabil, sporadisk og lite forutsigbar oppbrekking og isganger. Korttidsreguleringer fører totalt sett til større istykkelser nedstrøms kraftverket.

Tilbake til toppen

En av de mest synlige konsekvenser av vassdragsregulering er isforholdene på innsjøer vinterstid. Det dreier seg ikke bare om estetiske hensyn, men også om tilgjengeligheten for nytteferdsel, friluftsliv og storvilt. 
Isgang i Otra. Foto: A. H. Erlandsen

Lokalklima
Vannareal og volum øker når et magasin fylles over vannstanden før regulering. Dette fører til at varmekapasiteten øker. Om våren og ut over sommeren vil oppvarming av vannflaten derfor gå langsommere, og særlig på varme dager er vanntemperaturen oftest markert lavere enn lufttemperaturen. Ved sval til moderat vind, kan områder med pålandsvind i den nye strandsonen få en markert lokal temperatursenkning om dagen, og temperaturøkning om natten. Om høsten er avkjølingen av overflaten langsommere, noe som fører til senere islegging. Første frostnatt kommer senere den nye strandsonen. Reduksjon i vannareal virker i motsatt retning, og den frostdempende virkningen kan bli redusert som følge av en regulering. Det skal store endringer til både i vannareal og volum for å gi målbare utslag om dagen. 

Økt ferskvanntilførsel til fjorder om vinteren kan føre til mer omfattende islegging av fjorden. Ved islagt fjord får strandsonen markert lavere vintertemperaturer enn ved isfri fjord. Dette er det mulig å bøte på ved å legge utslippene fra kraftverk i rør ut på dypt vann, eller ved bruk av bobleanlegg som blander ferskvannet inn i sjøvannet og hindrer islegging. 

Tilbake til toppen

Endring i isforholdene som følge av reguleringer er årsak til store endringer i lokalklimaet i norske dalfører. I rolig vintervær med streng kulde har en isfri elv en klar oppvarmingseffekt på lufta i omgivelsene, men luftfuktigheten øker og, og med den også hyppigheten og omfanget av frostrøyk på de kaldeste vinterdagene. 
Foto: Statkraft

Erosjon og sedimenttransport
Jordpartikler og annet organisk og uorganisk materiale kan eroderes fra sedimentkilder i eller ved vassdragene, og kan bli transportert nedover elvene som sediment. De fineste partiklene fraktes svevende (suspendert) i vannmassene, mens større fraksjoner, som sand, grus og stein, ruller og glir langs med bunnen av elva. Både suspendert og bunntransportert materiale avsettes under rolige vannforhold, og det sedimenterte materialet vil kunne bygge opp ulike formelementer som blant annet elvevifter, elvesletter eller deltaer.

Inngrep i vassdrag vil påvirke den naturlige likevekten i det dynamiske systemet av erosjon, transport og sedimentasjon. Ved kraftreguleringer vil det oppstå forstyrrelser både ovenfor og nedenfor reguleringsanlegget.

Erosjon i vassdrag er en naturlig prosess, men ved inngrep endres intensiteten i prosessen. Bildet viser erosjon i det vernede Utlavassdraget i indre Sogn
(Foto: P. E. Faugli, hentet fra "Vannets kraft")

Erosjonsprosessen kan grovt sett deles i to:

• Utrasing som følge av nedsatt stabilitet i sedimentene langs magasinene

• Erosjon som følge av at elver og bekker får større eroderende kraft

Ved og ovenfor magasinet vil konsekvensene gjerne bestå i at erosjonen øker. Dette skyldes hovedsakelig at vannstanden i magasinet stadig endres. Det kan skilles mellom tre typer erosjon ved og ovenfor magasinet:

• Erosjon langs elver og bekker som renner inn i magasinet

• Bølgeerosjon langs strendene i magasinet

• Grunnvannserosjon langs strendene i magasinet

Elveerosjon skjer fordi erosjonsbasis senkes når vannstanden i magasinet senkes. Magasinets tilførselselver vil grave seg ned i tidligere avsatte elvevifter og deltaavsetninger, som vanligvis består av finkornede og lite konsoliderte masser. Det kan oppstå en tilbakeskridende erosjon inntil det er etablert en ny, stabil gradient på elveløpet. Erosjonen blir særlig merkbar om våren når magasinene er tappet ned til et lavt nivå samtidig som vannføringen i elver og bekker øker. Utbredelse og intensitet av erosjonsprosessene avhenger av blant annet kornstørrelsen til sedimentene. Sand eroderes lett, og i elver med mye sand kan betydelig erosjon skje i løpet av kort tid. Når løsmassene består av grus, vil bare de fineste partiklene vaskes bort, mens de større fraksjonene ofte blir liggende igjen. 

Bølgeerosjon kan bli omfattende i magasiner, fordi vannstandsvariasjoner gir bølgekreftene nye landområder å virke på. Strandens helningsvinkel er vanligvis tilpasset en likevekt som bestemmes av bølgehøyden, , bølgelengden og det materialet stranden består av. Når vannstanden forandres, kan strandlinjen havne et sted hvor strandens helningsvinkel er i ubalanse med bølgekraften og strandmaterialet. Dersom vannstanden er stabil over lang tid, vil det dannes en ny strandlinje, som vil redusere bølgenes erosjonseffekt. Likevekten påvirkes av at vannstanden stadig varierer, men strandlinjene vil likevel etter hvert tilpasses de nye forholdene.

Grunnvannserosjon i forbindelse med nedtapping av magasiner skjer som følge av at likevekten mellom porevanntrykket og vanntrykket fra magasinet endres. Dette gir størst utslag der strendene består av finkornet materiale. I silt og leire er permeabiliteten så liten at det tar tid før grunnvannet tilpasser seg senkningen av vannet. Resultatet blir at grunnvannsgradienten blir for stor, med påfølgende utrasinger eller tilbakeskridende ravinedannelse. I  grovkornet materiale er permeabiliteten større, og grunnvannssenkningen vil vanligvis holde tritt med senkningen av vannet.

Nedenfor et magasin kan endringer delvis skyldes forandringer i vannføringen, delvis at materialtilførselen endres. Som regel vil en regulering av vassdraget jevne ut vannføringen i elvene, og dermed reduseres risikoen for erosjon nedenfor dammen eller vanninntaket. Tappeflommer kan imidlertid føre til økt erosjon. 

Konsekvenser av endret materialtilførsel kan deles inn etter størrelsen på det transporterte materialet. Hvis materialet som eroderes fra magasinområdet er svært finkornet, kan det holde seg svevende i vannmassene i lang tid. Slik blakking av vannet reduserer siktedypet, og har derved innvirkning på det biologiske liv i vannet. Tilsvarende kan økt sedimenttransport i vassdragene nedenfor dammen ha negativ innvirkning på fisket.

I motsetning til det finkornete materialet holdes det grovkornede, bunntransporterte materialet igjen i magasinet. Ved at elvevannet fjernes fra hovedelva, avtar også evnen til å transportere bunnmaterialet. Minket materialtilførsel kan noen ganger føre til at elvesletter senkes. Deltaavsetninger lenger nede i vassdragene kan også bli påvirket av den reduserte materialtilførslen, og dette kan gi uønskede virkninger for deltaene som biotop for fugl, samt redusere kvaliteten på badestrender. I andre tilfeller kan imidlertid elvesletter bygges opp, fordi sidevassdragene fører like mye materiale som før ut til hovedvassdraget, uten at hovedelva lenger har den samme evnen til å transportere sedimentene videre nedover. 

Tidsaspektet er viktig når konsekvenser av vassdragsreguleringer for erosjon og sedimenttransport skal vurderes. Ofte kan virkningene deles inn i tre, avhengig av varigheten:

• Kraftig økning av erosjon og sedimenttransport under selve anleggsvirksomheten

• Kortvarige endringer som stabiliseres etter noen år fordi det tar tid før systemet innstiller seg på en ny likevekt etter reguleringen

• Langvarige endringer som har oppstått, fordi det har skjedd mer permanente forandringer i erosjons- og transportforholdene i vassdraget etter reguleringen

Ved vurderinger av virkninger av kraftregulering på erosjon og sedimenttransport må det også tas hensyn til virkninger av andre inngrep og aktiviteter, som for eksempel jorderosjon fra landbruket. Erosjonsmaterialet fra landbruksvirksomhet kan utgjøre størstedelen av sedimentavsetningen i enkelte vassdrag. Kombinasjonen kraftverksinngrep og andre inngrep er lite undersøkt, men det har blant annet vist seg at grusuttak i regulerte elver kan gi mer kritiske virkninger enn i uregulerte, der materialtilførslen ofte er større.

Tilbake til toppen

Påvirkning av grunnvannsforhold
Regulering av vassdrag kan få følger for grunnvannet både langs elveløp og ved magasiner. Påvirkningen avhenger av løsmassenes sammensetning siden elvesletter og deltaer er svært forskjellige i oppbygging. Dersom områdene langs elveløpene er preget av grus, vil stor vintervannføring føre til en høyere grunnvannstand enn normalt. Et resultat av dette kan for eksempel være isbrann på dyrket mark i nærheten. Elveleier som er omgitt av mer finkornet materiale (leire/silt) vil ikke oppleve den samme effekten.

I deltaer er ferskvannstilførselen viktig for balansen mellom saltvann og ferskvann i grunnen. Avhengig av interessen for å ta ut salt- eller ferskvann fra grunnen, er det derfor avgjørende at grunnforholdenes sammensetning analyseres. I enkelte deltaer har redusert vannføring i elva ført til innsig av salt grunnvann innover i deltaet og påvirket tidligere ferskvannsforsyning fra brønner. I andre situasjoner kan det være ønskelig å ta ut saltvann, for eksempel til fiskeoppdrettsanlegg siden uttak av salt grunnvann er gunstig for å unngå smittefare.

Grunnvannsnivået er av betydning for flom. I forbindelse med reguleringer kan en senkning av grunnvannsspeilet ha som positiv sideeffekt at områder som før var flomutsatt, nå kan kontrolleres i større grad. Senking av vannspeilet kan også ha som effekt at jordbruksareal blir gjort tilgjengelig der det før var våtmark.

For å kunne vurdere konsekvensene av en utbygging for grunnvannet, er det en nødvendig forutsetning å ha kjennskap til jordartene og deres fordeling i det aktuelle området.

Tilbake til toppen