Nedbørfelt – hva er det og hvordan avgrenses det

Feltets størrelse, terreng, løsmasser og tekniske vannveier påvirker hvor raskt vannet samles, og hvor stor avrenning eller flom som kan oppstå.

Hva er et nedbørfelt/nedbørsfelt?

Et nedbørfelt/nedbørsfelt er landområdet som leder vann mot et bestemt punkt i en bekk, elv, innsjø, kulvert, overvannsledning eller et annet avløp.

Punktet vannet ledes mot, kalles utløpspunktet. Vann som faller innenfor feltgrensen, og som ikke fordamper, infiltrerer eller lagres underveis, kan bidra til vannføringen ved dette punktet.

Et utløpspunkt kan blant annet være:

• innløpet til en kulvert
• et punkt i en bekk ved en eiendom
• et sluk eller en overvannskum
• utløpet fra en innsjø
• et beregningspunkt i en elv
• punktet der et vassdrag renner ut i sjøen

Begrepene nedbørfelt, nedbørsfelt og nedslagsfelt brukes ofte om det samme. Nedbørfelt er den vanligste faglige betegnelsen innen hydrologi.

Utløpspunktet bestemmer nedbørfeltet/nedbørsfeltet

Et nedbørfelt kan ikke avgrenses før utløpspunktet er definert.

Flyttes utløpspunktet oppstrøms i en bekk, blir feltet normalt mindre. Flyttes det nedstrøms, kan flere sidebekker, grøfter og delområder bli en del av feltet.

Det samme vassdraget består derfor av en rekke mindre delnedbørfelt som gradvis inngår i større nedbørfelt nedover i systemet.

Et oppgitt feltareal har begrenset faglig verdi dersom det ikke samtidig fremgår hvilket utløpspunkt arealet gjelder for. En mindre feilplassering av analysepunktet kan føre til at en sidebekk, innsjø eller del av et boligområde feilaktig tas med eller utelates.

Riktig utløpspunkt er særlig viktig ved:

• dimensjonering av kulverter og stikkrenner
• beregning av vannføring
• vurdering av flomfare ved en eiendom
• prosjektering av overvannsanlegg
• vurdering av erosjon
• dokumentasjon av sikker byggegrunn

Hvordan avgrenses et nedbørfelt/nedbørsfelt?

I naturlig terreng følger grensen rundt nedbørfeltet normalt et vannskille.

Vannskillet går langs høydedragene som skiller vann som renner i forskjellige retninger. Nedbør på den ene siden av vannskillet kan renne mot én bekk, mens nedbør på den andre siden ender i et annet vassdrag.

En vanlig arbeidsprosess er å:

1. fastsette utløpspunktet
2. analysere terrenghøyder og helninger
3. identifisere bekker, grøfter og forsenkninger
4. følge vannskillet rundt feltet
5. beregne arealet innenfor feltgrensen
6. kontrollere resultatet mot faktiske vannveier og tekniske anlegg

Digitale terrengmodeller og kartverktøy kan effektivisere avgrensningen. Resultatet bør likevel kontrolleres mot lokale forhold.

Kulverter, rør, veifyllinger, murer, kantsteiner og nyere terrengendringer kan føre vann på tvers av det vannskillet som fremgår av terrengmodellen.

En automatisk feltgrense er derfor et analysegrunnlag, ikke nødvendigvis en ferdig faglig konklusjon.

Nedbørfelt finnes i svært forskjellige størrelser

Et nedbørfelt kan omfatte alt fra taket på én bygning til et stort vassdrag som dekker betydelige deler av landet.

I undervisningsmateriale utarbeidet av Kim H. Paus ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet illustreres variasjonen med:

• Glommavassdraget på omtrent 40 000 km²
• et lokalt urbant felt på omtrent 40 800 m²
• en enkelt takflate på omtrent 380 m²

Eksemplene viser at de samme grunnprinsippene gjelder i svært forskjellige skalaer, selv om de styrende prosessene og beregningsmetodene varierer.

Vanlige arealenheter er:

• 1 km² = 1 000 000 m²
• 1 hektar = 10 000 m²
• 1 dekar = 1 000 m²

Et felt på 40 800 m² tilsvarer dermed 0,0408 km², 4,08 hektar eller 40,8 dekar.

Store vassdrag oppgis normalt i kvadratkilometer. Små urbane felt og takflater beskrives gjerne i kvadratmeter, dekar eller hektar.

Feltarealet forteller ikke alt

Arealet er en viktig parameter, men størrelsen alene bestemmer ikke hvor stor avrenningen eller flommen blir.

To nedbørfelt med samme areal kan reagere svært forskjellig på den samme nedbørhendelsen.

Viktige egenskaper er blant annet:

• feltets form
• terrenghelning
• høydefordeling
• lengden på vannveiene
• innsjøer og våtmark
• jordarter og løsmasser
• vegetasjon og skog
• tette flater
• grøfter og drenering
• kulverter og innsnevringer
• snømagasin
• vanninnholdet i bakken

Et bratt og kompakt felt kan samle vann raskt. Store deler av feltet kan da bidra til utløpet omtrent samtidig, slik at flomtoppen blir høy og kortvarig.

I et langstrakt felt bruker vannet ofte forskjellig tid på å nå utløpet. Innsjøer, myr og flate områder kan dessuten lagre og forsinke vannet.

Tre måter å forstå et nedbørfelt på

I en enkel terrenganalyse omtales gjerne ett nedbørfelt basert på topografien. I praksis kan flere forskjellige feltavgrensninger være relevante.

Undervisningsmaterialet fra Kim H. Paus ved NMBU skiller mellom nedbørfelt basert på topografi, løsmasser og avløpsanlegg. Materialet viser også hvordan situasjonen kan endres når avløpsanlegget er fullt.

Topografisk nedbørfelt

Det topografiske nedbørfeltet er området der vann på terrengoverflaten naturlig beveger seg mot det valgte utløpspunktet.

Feltgrensen følger normalt terrengets vannskille. Denne avgrensningen er vanligst for naturlige bekker, elver og innsjøer.

Analysen bygger blant annet på:

• høydedrag og vannskiller
• terrenghelning
• lavpunkter og søkk
• bekker og åpne vannveier
• naturlige terskler
• innsjøer og våtmark

Topografien gir likevel ikke alltid et fullstendig bilde, særlig i tettbygde områder.

Nedbørfelt påvirket av løsmasser

Terrenget viser hvor vann kan renne på overflaten. Løsmassene påvirker hvor mye av nedbøren som faktisk blir til rask avrenning.

Sandige og grusige masser kan ha høy infiltrasjonskapasitet. Vannet kan da trenge ned i bakken i stedet for å renne direkte på overflaten.

Leire og andre mindre gjennomtrengelige masser kan gi raskere overflateavrenning. Fyllmasser, lagdeling og tette sjikt kan også påvirke hvordan vannet lagres og beveger seg.

Ved vurdering av små nedbørfelt og lokale overvannstiltak bør man derfor undersøke:

• hvilke løsmasser som finnes
• massenes infiltrasjonsevne
• om bakken er vannmettet
• om grunnen kan være frossen
• om det finnes tette lag eller fyllmasser
• om vann kan bevege seg langs laggrenser

To topografisk like felt kan dermed reagere forskjellig dersom grunnforholdene er ulike.

Teknisk nedbørfelt

I tettbygde områder kan sluk, ledninger, grøfter, kulverter og pumpestasjoner bestemme hvor vannet føres under normale forhold.

Et overvannsrør kan lede vann gjennom et naturlig vannskille. Et område som topografisk heller mot én bekk, kan dermed være koblet til et avløpsanlegg som fører vannet til et annet utløp.

For å avgrense det tekniske nedbørfeltet må man blant annet undersøke:

• hvilke arealer som er koblet til slukene
• retningen og fallet i overvannsledningene
• plasseringen av kummer
• kulverter og bekkelukkinger
• eventuelle pumpestasjoner
• ledninger som krysser naturlige vannskiller
• private tilkoblinger til offentlig ledningsnett

Et ledningskart kan derfor være like viktig som en terrengmodell ved planlegging av overvannshåndtering.

Hva skjer når avløpsanlegget er fullt?

Ved vanlig nedbør kan vannet følge sluk, rør og andre deler av avløpsanlegget. Under kraftig eller langvarig nedbør kan kapasiteten bli overskredet.

Når sluk, overvannsledninger eller kulverter ikke klarer å ta unna vannmengdene, vil vannet i større grad følge terrengets lavpunkter.

Vannveiene ved overbelastning kan derfor være helt forskjellige fra vannveiene under normal drift.

I urbane områder bør man vurdere:

1. hvor vannet ledes når avløpsanlegget fungerer som forutsatt
2. hvor vannet renner når ledningsnettet eller kulverten er fullt

Den andre situasjonen er avgjørende for å identifisere en trygg flomvei.

Vann som ikke kommer ned i slukene, kan renne mot:

• kjellernedganger
• garasjeanlegg
• vegunderganger
• lavpunkter mellom bygninger
• tekniske installasjoner
• inngangspartier
• naboeiendommer

En vurdering basert bare på ledningsnettet kan undervurdere flomfaren. En vurdering basert bare på terrenget kan samtidig overse at vann normalt overføres til et annet felt gjennom avløpsanlegget.

Ikke all nedbør blir til avrenning

Nedbør som faller innenfor feltet, kan følge flere forskjellige veier.

Noe av vannet:

• fordamper
• fanges opp av vegetasjon
• infiltrerer i grunnen
• lagres i jordmassene
• blir en del av grunnvannet
• samles i innsjøer eller våtmark
• lagres som snø eller is

Hvor stor del som blir til rask avrenning, avhenger blant annet av grunnforhold, vegetasjon, temperatur, årstid og hvor våt bakken allerede er.

Etter en tørr periode kan mye av vannet infiltrere eller lagres. Etter langvarig regn kan bakken være mettet. Ytterligere nedbør vil da raskere bli til overflateavrenning.

Frossen mark kan også redusere infiltrasjonen. Regn eller snøsmelting på frossen eller vannmettet grunn kan derfor gi stor avrenning.

Nedbørfeltets betydning for flom

En flomvurdering starter normalt med å forstå hvilket område som tilfører vann til det aktuelle beregningspunktet.

Nedbørfeltet påvirker både hvor mye vann som kan komme, og hvor raskt vannføringen øker.

Flomresponsen påvirkes blant annet av:

• nedbørmengde og intensitet
• nedbørens varighet
• feltets størrelse og form
• terrenghelning
• lagring i innsjøer og våtmark
• grunnforhold
• tette flater
• snøsmelting
• kulverter og innsnevringer

Samspillet mellom nedbør, mettet grunn, vannveier og kapasitet er nærmere forklart i artikkelen om hvordan flom oppstår.

Årstiden påvirker hvordan feltet reagerer

Om våren kan vann som er lagret som snø, frigjøres gjennom snøsmelting. Flomresponsen påvirkes blant annet av snømengde, temperaturstigning, regn på snø, høydefordeling og tele.

Dette er behandlet nærmere på den egne siden om vårflom og snøsmelting i nedbørfelt.

Om høsten er langvarig og kraftig nedbør ofte viktigere. Etter en våt periode kan jord, myr og andre naturlige magasiner allerede være fulle. Ny nedbør vil da raskere bli omdannet til avrenning.

Årstiden endrer ikke nødvendigvis feltgrensen, men den kan ha stor betydning for hvor mye av feltet som bidrar til vannføringen.

Nedbørfelt i urbane områder

I tettbygde områder er det naturlige nedbørfeltet ofte endret av bygninger og tekniske inngrep.

Veier, parkeringsplasser, kantsteiner, grøfter og ledningsnett påvirker både hvor vannet renner og hvor raskt det når utløpet.

Tette flater reduserer infiltrasjonen. Sluk og ledninger kan samtidig transportere vann raskt gjennom området.

En vei kan fungere som en flomvei, men den kan også danne en barriere. En kulvert kan føre vann gjennom en fylling, mens en for liten eller blokkert kulvert kan gi oppstuving og lede vannet i en ny retning.

Ved vurdering av urbane nedbørfelt bør man analysere:

• naturlig topografi
• tette og permeable flater
• sluk og kummer
• overvannsledninger
• åpne og lukkede bekker
• kulverter og stikkrenner
• terskler og lavpunkter
• vannveier ved overbelastning

Terreng og teknisk infrastruktur må vurderes samlet for å gi et realistisk bilde av avrenningen.

Nedbørfelt i byggesaker

Avgrensning av nedbørfelt kan være nødvendig når et tiltak ligger ved eller nedstrøms:

• en bekk eller elv
• en kulvert eller stikkrenne
• en bekkelukking
• et lavpunkt
• en kjent flomvei
• et område med erosjonsfare
• et aktsomhetsområde for flom

Feltet brukes som grunnlag for å vurdere hvor mye vann som kan nå tiltaket, og hvilke vannveier som kan oppstå.

Resultatet kan inngå i en flomfarevurdering til byggesaken eller brukes ved dimensjonering av kulvert og overvannsanlegg.

Det kan også være nødvendig å undersøke om tiltaket:

• øker andelen tette flater
• øker eller fremskynder avrenningen
• leder vann mot naboeiendom
• reduserer kapasiteten i en flomvei
• tilfører mer vann til en kulvert
• skaper oppstuving eller erosjon
• påvirker eksisterende vannveier

En avgrensning av nedbørfeltet er ikke alene tilstrekkelig dokumentasjon av flomsikkerhet. Vannføring, vannstand, vannhastighet, erosjon og konsekvenser må også vurderes der dette er relevant.

Et praktisk eksempel

Tenk deg et boligområde der overflatevannet normalt renner til flere sluk.

Slukene er koblet til en overvannsledning som fører vannet gjennom en høyderygg og ut av det naturlige terrengsøkket. Ved moderat nedbør er det avløpsanlegget som bestemmer hvor vannet ender.

Det tekniske nedbørfeltet er da styrende.

Ved kraftig nedbør kan overvannsledningen bli full. Vannet som ikke kommer ned i slukene, vil følge terrenget i stedet. Det kan samle seg i et lavpunkt eller renne mot en annen eiendom.

Det topografiske nedbørfeltet og flomveien blir da styrende.

En faglig vurdering må derfor kontrollere:

• hvordan vannet føres ved normal drift
• hvor mye vann ledningsnettet kan ta imot
• hvor vannet renner ved overbelastning
• hvilke bygninger og arealer som ligger utsatt til
• om tiltaket påvirker eksisterende vannveier

Eksempelet viser hvorfor kartlegging av nedbørfelt ikke bare handler om å tegne en linje rundt et areal.

Vanlige feil ved avgrensning av nedbørfelt

Utløpspunktet plasseres feil

En liten feil i analysepunktet kan endre feltarealet eller føre til at viktige sidefelt utelates.

Automatisk feltgrense brukes ukritisk

Digitale terrengmodeller fanger ikke alltid opp kulverter, rør, små terskler og nyere terrengendringer.

Bare feltarealet vurderes

Feltets størrelse sier ikke alene hvor raskt eller kraftig det reagerer. Form, helning, lagring og grunnforhold er også viktige.

Ledningsnettet overses

Overvannsledninger og kulverter kan føre vann gjennom det naturlige vannskillet.

Flomveien ved overbelastning overses

Vannet kan følge helt andre veier når ledningsnettet eller kulverten er fullt.

Løsmassene vurderes ikke

Leire, sand, grus, fyllmasser og tette lag kan gi forskjellige forhold for infiltrasjon og avrenning.

Fremtidige endringer overses

Utbygging, hogst, terrengendringer, grøfting og nye overvannsanlegg kan endre feltets respons. Klimaendringer kan også påvirke nedbør og flomstørrelser over tid, som forklart på siden om flom og klimaendringer.

Faglig vurdering av nedbørfelt

Geotekniker AS kan bistå med kartlegging og kontroll av nedbørfelt i forbindelse med flom, overvann, kulverter, erosjon og byggesaker.

Arbeidet kan blant annet omfatte:

• fastsettelse av utløpspunkt
• avgrensning av topografisk nedbørfelt
• vurdering av teknisk nedbørfelt
• analyse av terreng og vannveier
• kontroll av kulverter og bekkelukkinger
• vurdering av løsmasser og infiltrasjon
• beregning av feltparametere
• vurdering av flomvei ved overbelastning
• dokumentasjon til kommune eller ansvarlig søker

Omfanget må tilpasses formålet. En oversiktsvurdering krever normalt mindre dokumentasjon enn dimensjonering av en kulvert eller dokumentasjon av sikker byggegrunn.

Der et nedbørfelt medfører fare for bygninger eller infrastruktur, kan det også være nødvendig å vurdere flomsikring og trygg videreføring av vannet.

Faglig grunnlag

Artikkelen bygger blant annet på undervisningsmateriale om nedbørfelt utarbeidet av Kim H. Paus ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet. Materialet er brukt som faglig grunnlag for forklaringen av utløpspunkt, ulike feltstørrelser og skillet mellom topografiske, løsmasserelaterte og tekniske nedbørfelt.

Ofte stilte spørsmål om nedbørfelt

Hva betyr nedbørfelt?

Et nedbørfelt er området der regn, snøsmelting og annet vann drenerer mot det samme utløpspunktet.

Hva bestemmer størrelsen på nedbørfeltet?

Størrelsen bestemmes av plasseringen av utløpspunktet og vannskillet rundt området som drenerer mot punktet.

Er nedbørfelt og nedslagsfelt det samme?

Begrepene brukes vanligvis med samme betydning. Nedbørfelt er den vanligste faglige betegnelsen innen hydrologi.

Kan et nedbørfelt krysse eiendoms- og kommunegrenser?

Ja. Nedbørfelt følger terreng og vannveier, ikke administrative grenser eller eiendomsgrenser.

Er et stort nedbørfelt alltid mer flomutsatt?

Nei. Flomresponsen påvirkes også av terreng, feltform, løsmasser, vegetasjon, innsjøer, snø og nedbørstype.

Hva er et teknisk nedbørfelt?

Et teknisk nedbørfelt er området som ledes mot et bestemt utløp gjennom sluk, rør, grøfter, kulverter eller andre deler av avløpsanlegget.

Hva skjer når overvannsnettet er fullt?

Vann som ikke får plass i sluk og ledninger, vil i større grad følge terrenget og eksisterende flomveier.

Kan man stole på en automatisk beregnet feltgrense?

Den kan være et godt utgangspunkt, men bør kontrolleres mot terreng, kulverter, rør, sluk, fyllinger og lokale forhold.

Hvorfor er nedbørfeltet viktig i en flomfarevurdering?

Nedbørfeltet viser hvilket område som kan tilføre vann til beregningspunktet. Feltets areal og egenskaper er derfor grunnleggende for vurderingen av avrenning og flom.