Hydrotekniske utfordringer og løsninger. Bygging av renseanlegg og erosjonsforebyggende tiltak i raviner

Transkript

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 tallet dekar er bakkeplanert i Norge Ca 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 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 3

4 Utløp i raviner må sikres 4

5 Erosjon i fyllingskanter 5

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 Begynnende ravinedannelse over utløp av lukkingsanlegg 8

9 Underdimensjonert samleledning i dråg Resultat; graving og stort tap av jord 9

10 Dype bunnledninger kan gi store erosjonsskader.

11 Slik er det tenkt 11

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 13

14 Steinsikret overløp over fyllingskant 14

15 Anbefalt kumløsning Kum ved siden av hovedledning. Duk og pukk for å hindre frostbevegelser Tetting med duk, eller duk og drenerende pukk Motfall etter kummen Kilde: Vigerust og Bjerkholt 15

16 Grasdekt vannvei og kum 16

17 Kumdam - forsøksanlegg dam med tett membran rundt kummer med erosjonsproblemer Nedløpskum 17

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 19

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 Ravinedal lengde >500 m ikke dominert av inngrep (50%) Når kan vi gjøre tiltak?ravineevalueringssystem Lengde> 2 km eller et system som utgjør et delnedbørfelt med mer enn to sidegrener Nei Inngrepsstatus: Lite B C Nei Nei Ja B Ja Del av større landskap i med velutviklede ravinesystemer, skredgroper og breelvavsetninger A Velutviklete dalsystemer med gjennomsnittsdybde over 5m Ja Nei Inngrepsstatus: Lite Nei Ja Del av større landskap i med velutviklede ravinesystemer, skredgroper og breelvavsetninger Nei C Ja B Inngrepsstatus: Lite Ja B Nei Del av større landskap i med velutviklede ravinesystemer, skredgroper og breelvavsetninger C Nei A Kilde: Lars Erik Erikstad 21 Ja B

22 Når kan vi gjøre tiltak? Skal vi utvikle en slik veileder? Nei Klasse A Stor kvikkleire fare Nei Klasse B Nei Klasse C Ja Kun overflatetiltak Tiltaket må vurderes i forhold til om de vil virke stabiliserende eller ikke. Geoteknisk undersøkelse i forkant. Ingen tunge maskiner eller graving Overflatetiltak Annet kun hvis sidedal vurdert isolert som B eller C Kun overflatetiltak terskler kvistdammer etc. Ja Også andre tiltak kan vurderes? Fangdammer, terskler kvistdammer Kjørevei til anlegg etc. Nei 22

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 ( ) 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 27

28 Kvistdammer Et nytt tiltak i ravinelandskap? 28

29 Kvistdam - Flomvern etter bevermetoden Konsept utviklet av Michal Kravcik for å bevare Torysa elven 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 29

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 31

32 Samme dam som forrige bilde 32

33 Stokkdam Trespuntterskel med et tydelig lavt punkt sentralt plassert. Tverrstokk med støttestokker avstiver terskelen 33

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 37

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 Stokkkonstruksjon fylt med stein. 39

40 Kistedam Lignende konstruksjoner vanlig brukt som bropillarer i gamle dager. 40

41 Kvistdam laget av stokker og greiner ved Minnesund stasjon 41

42

43 Gabiondam Stålnett med stein. Brukt til fordrøyningsdam 43

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 45

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. 47

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 49

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