Hydrotekniske utfordringer og

(1)

Hydrotekniske utfordringer og løsninger.

Bygging av renseanlegg og

erosjonsforebyggende tiltak i raviner

Fagseminar om raviner 27. oktober 2015

av

Håkon Borch

(2)

Ravinelandskapet er i dag preget av bekkelukking og bakkeplanering

– Store lukkingsanlegg i marin leire kombinert med bakkeplanering på 60-70-80-tallet

– 400 000 dekar er bakkeplanert i Norge

– Ca 40 000 prosjkter ble omsøkt støtte til lukking- og senkingsanlegg.

– Naturtypen er en av våre geomorfologiske spesialiteter og arealet urørt ravine er i dag prioritert i

arealforvaltningen.

2

(3)

Hvordan ser disse anleggene ut i dag?

Resultat av undersøkelser 2010-2014

• Erosjon rundt kumnedløp

• Manglende overflatekummer

• Graving i dråg

• Frostskader i kumnedløp

• Lekkasjer mellom kumringer og betongrør

• Skader på rør – dårlig kvalitet

• Manglende avskjæringsgrøfter, overflatevann inn fra utmarka

• Manglende motfall i fyllingskanter

• Erosjon i bekkekanter og kanaler

Ravineringsprosessene går videre

(4)

Utløp i raviner må sikres

4

(5)

Erosjon i fyllingskanter

(6)

Nedløpskummer

Slik ser de fleste

nedløpskummer ut. En kan lure på hvorfor en har laget kum og rist i det hele tatt

6

(7)

(8)

8

Begynnende ravinedannelse over

utløp av lukkingsanlegg

(9)

Underdimensjonert samleledning i dråg Resultat; graving og stort tap av jord

(10)

.

Dype bunnledninger kan gi store erosjonsskader

(11)

Slik er det tenkt

(12)

Og slik ser det ofte ut

Ledning og kum har ikke vært tett

12

(13)

Erstatt siste rør med langt rør, og større

dimensjon

(14)

Steinsikret overløp over fyllingskant

14

(15)

Anbefalt kumløsning

Kilde: Vigerust og Bjerkholt

Motfall etter kummen

Kum ved siden av hovedledning. Duk og pukk for å hindre frostbevegelser

Tetting med duk, eller duk og

drenerende pukk

(16)

Grasdekt vannvei og kum

16

(17)

Kumdam - forsøksanlegg – dam med tett membran rundt kummer med erosjonsproblemer

Nedløpskum

(18)

Resultatet – suksess eller fiasko?

–Pilotprosjektet ble fylt av sedimenter på 1 dag i

januar 2008, 50m3 med sedimenter ble fanget opp av 2 slike dammer

–Dammene ble tømt igjen senere på våren, og jorda kjørt ut i erosjonssår

–10 cm med sedimenter ble etterlatt i dammen ved

tømming, slik at duken ikke ble skadet

18

(19)

For dyrt å reparere?

Løsning: Gjenåpning av lukket bekk

(20)

Fangdammer

– Fangdammer er konstruerte våtmarker hvor naturlige selvrensningsprosesser er forsøkt optimalisert

– Fangdammer bør utgjøre mellom 0,1 – 1 % av

nedbørfeltet og legges så nær forurensningskilden som mulig.

– I tillegg til å rense vannet bidrar også dammene til

flomdemping, økt biologisk mangfold og som estetisk kvalitet i kulturlandskapet

20

(21)

Når kan vi gjøre tiltak?Ravine-

evalueringssystem

Ravinedal lengde >500 m ikke dominert av inngrep (50%)

Lengde> 2 km eller et system som utgjør et delnedbørfelt med mer

enn to sidegrener Ja

Nei

Inngrepsstatus: Lite Velutviklete dalsystemer med gjennomsnittsdybde over 5m

Ja Inngrepsstatus:

Lite

C

B

A

Ja

Nei

Del av større landskap i med velutviklede ravinesystemer, skredgroper og breelvavsetninger

Nei Inngrepsstatus: Lite

Nei

A B

Nei

C

Ja Nei

Nei

Ja

B

Ja

B

Nei

C

Ja

B

Kilde: Lars Erik Erikstad

(22)

Når kan vi gjøre tiltak? Skal vi utvikle en slik veileder?

22

Ja

Nei

Kun overflatetiltak

Tiltaket må vurderes i forhold til om de vil virke

stabiliserende eller ikke.

Geoteknisk undersøkelse i forkant.

Ingen tunge maskiner eller graving

Klasse A

Overflatetiltak Annet kun hvis sidedal vurdert isolert som B eller

C Ja Nei

Klasse B

Klasse C

Nei

Kun overflatetiltak terskler

kvistdammer etc.

Nei

Også andre tiltak kan vurderes?

Fangdammer, terskler kvistdammer Kjørevei til anlegg etc.

Stor kvikkleire fare

(23)

Holm 1946

(24)

Holm 2013

(25)

Ramstad 1946

(26)

Ramstad 2013

(27)

Trenger vi tiltak?

• Ravinelandskapene er noe av det mest dynamiske vi har

• Det eneste vi oppnår med tiltak er å forsinke de geologiske prosessene

• De geologiske prosessenes hastighet er koblet til klima

• Klimamodellene viser oss at vi går våtere tider i møte.

• Våtere tider = mer erosjon og mer leirskred

• “Lille istid” (≈1500 - ≈1850) var våt, og var en periode med svært mange leirskred (pers. med. Rolf Sørensen).

• Risiko for infrastrukturkostnader øker år for år etterhvert som vi utvikler samfunnet.

• Viljen øker tilsvarende til å investere i stabiliserende mottiltak til

klimaendringene. Store samfunnsaktører som NVE, JBV, Vegvesenet, landbruket m.fl. er aktive.

• Spesielt aktuelt er fordrøyning, erosjonssikring, kvikkleiresikring

(28)

Kvistdammer

Et nytt tiltak i

ravinelandskap?

28

(29)

Kvistdam - Flomvern etter bevermetoden

– Konsept utviklet av Michal Kravcik for å bevare Torysa elven.

200 000 dammer bygd i Slovakia.

– Titalls kvistdammer bygget av JBV ved Minnesund

– Kvistdammene fordrøyer vannet og reduserer avrenning av jord under flom.

– Erosjonsmateriale holdes tilbake ved at vannet (midlertidig) stuves opp bak terskelen.

– Fuktig treverk råtner langsomt – Vegetasjonen invaderer det

oppfangede sedimentet og beskytter mot ny erosjon – Nedbørfelt <1 km2

(30)

Konstruksjon av kvistdam

– Kvistdammen skal ha ”trappeform”

og vannet som damkrona skal renne nedover ”trappetrinnene”. Dette reduserer fallenergien og forhindrer erosjon i kvistdammen

– Greinene i kvistdammene virker som

”armering” når sediment samles i anlegget. Hele strukturen stabiliseres og har varighet på flere 10-år.

– En liten variant kan kalles

greinterskler. Lave anlegg på ca 0,5 m som buntes sammen av

løvtregreiner og forankres til bakken ved hjelp av påler som slås ned i

bakken.

30

(31)

Kvistdam med såle av stor stein

(32)

Samme dam som forrige bilde

32

(33)

Stokkdam

– Trespuntterskel med et tydelig lavt punkt sentralt plassert.

– Tverrstokk med støttestokker avstiver terskelen

(34)

(35)

(36)

Stokkdam

– Liten stokkdam i et lite dråg.

36

(37)

Reversering av ravineringsprosesser?

– Liten stokkdam som er fylt med sedimenter.

– Når anlegget er fylt kan en ny liten dam lages noen meter bak den første.

– På den måten heves terrenget langsomt, fordi

erosjonsprosessene stopper

(38)

Reversering av ravineringsprosesser?

– Flere stokkdammer lagt etter hverandre. Anleggene bygget så de tålte overtopping.

– Støttestokkene i forkant.

– Fylt med sedimenter og bunnheving av ranvinen som resultat

38

(39)

Kistedam

– Stokk-

konstruksjon fylt med

stein.

(40)

Kistedam

– Lignende konstruksjoner vanlig brukt som bropillarer i gamle dager.

40

(41)

Kvistdam laget av stokker og greiner ved

Minnesund stasjon

(42)

(43)

Gabiondam

– Stålnett med stein. Brukt til fordrøyningsdam

(44)

Grasdekket vannvei med stokkterskler

– Permanent grasdekket vannvei

44

(45)

Sårbare punkter - undergraving

En svakhet med anleggstypen er at vann som renner under kvistene kan starte

bunnsenking som forplanter seg

oppover vassdraget

(46)

Sårbare punkter - undergraving

– Kvistdam som er montert i et stort

erosjonsspor (Slovakia).

– Legg merke til glippen under bunnstokken som er et potensielt

sikkerhetsproblem. Her vil vann kunne grave.

Undergraving kan

bunnsenke ravinen og gi nytt grunnlag for jordsig i sidene.

46

(47)

Sårbare punkter - ikke undervurder konstruksjonsbehovet

– Kvistdam som har kollapset (Slovakia).

– Trolig for svak konstruksjon i forhold til

vannmengdene.

(48)

Sårbare punkter - flere fallgruber

– Erosjon ved forankring av

konstruksjonen mot sidevangene – Erosjon mot sidene inne i

damkonstruksjonen av

bakevjedannelse som oppstår ved flomvannføring

– Erosjon under konstruksjonen av

manglende forankring og tetting eller erosjonsikring mot bunnen

– Erosjon under og langs sidekantene/vangene av

konstruksjonen som følge av at denne overtoppes

– økende konstruksjonshøyde gir økende risiko

48

(49)

Sårbare punkter

– Dammene bør aldri lages alene. En dam kan

kollapse ved store

vannmengder. Ved å lage flere vil dammene

nedstrøms kunne fange opp den som evt.

kollapser

(50)

Kvistdammer - fordeler/ulemper oppsummert

– Kvistdammer kan lages av lokalt materiale på en ”enkel og rimelig”

måte.

– De kan tilpasses lokal topografi, og virker ikke forurensende.

– Brukes i mindre nedbørfelt og sidevassdrag uten årsikker vannføring for å unngå at tiltaket blir vandringshindre for fisk.

– Samler sediment og løst skogsavfall på en god måte.

– Fordrøyer og reduserer flomtopper

– Kan bidra til å stabiliserer raviner man ikke ønsker skal grave dypere

– Stokkdammen er bedre egnet i svært små dråg og med damhøyde under 0,5 m. Stokkdam med kvister slipper gjennom mer vann enn rene

stokkdammer, og vannfarten dempes noe.

– Det må alltid lages flere ”kvistdammer” etter hverandre for å sikre mot kollaps.

50