Dimensjonering og oppbygging av grøfter langs kommunale boligveier.

Dimensjonering og oppbygging av grøfter langs kommunale boligveier. Ås kommune 10.08.2016 Generelt/bakgrunn Størrelsen til grøftene tar utgangspunkt i Ås kommunes veinorm som er under utarbeidelse. Det finnes 3 veistørrelser; bolig/privatvei (B/P, 4m), adkomstvei (A, 5m) og samlevei (S, 6m). B/P er 4 meter bred og grøftene er 1,25m brede. Normalt anlegges veien med takfall og da vil 2m veibredde drenere til hver grøft. Grøftene graves først 0,6m dype med en gradient på 1:1. Den øverste/synlige delen av grøfta skal etter sluttføring ha en gradient på 1:2. Det dimensjoneres for et 10-årsregn med en varighet på 20min med 50% klimatillegg. Kravet er at grøfta må kunne lagre dette volumet i tillegg til å fungere som flomvei for ekstra overvann som renner fra tilstøtende arealer. Dersom en bygger grøfter slik det er beskrevet i normen og med et 100mm drensrør i bunnen med et 5cm pukklag over røret, etterfulgt av 17cm infiltrasjonslag får grøften tilfredsstillendevolum. Grøfta blir 30cm dyp. Praksis har vært 25cm, men erfaring tilsier at blant annet begroing fører til at det bør være minst 5cm sikkerhetsmargin. Kuppelrister Kuppelrister skal plasseres hevet over grøftebunn så mye som er forsvarlig med tanke på brøyting om vinteren (stikker kuppelen opp vil den bli ødelagt av brøytebilen). Dette er for å tillate grøfta å samle og infiltrere vannet slik at det renses før det går i drensledningen. Erfaring viser at kuppelrister plassert ved grøftebunn raskt gror igjen slik at overløpskapasiteten blir sterkt redusert. På bakgrunn av dette bør en ha en sone rundt kuppelrister med pukk for å forhindre gjengroing. Under er bilder som viser ulike kuppelrister i Kaja og sentrumsområdet. Figur 2 Helt gjengrodd rist (Rådyrveien/Ekornveien). Figur 4 Kuppelrist med steinvegg (sentrumsområdet). Figur 3 Helt gjengrodd rist (Rådyrveien/Ekornveien). Figur 1 Kuppelrist med pukk

Beregning av grøfter i flatt terreng: - Alle beregninger er per meter vei/grøft - Alle beregninger gjelder en grøft/side av veien - Infiltrasjon = 0 (alt overvann lagres i grøft) - All nedbør kommer fra vei og grøft Antagelser/forutsetninger: - H tot er total grøftedybde (tom grøft) - H net er avstand fra bakkenivå til topp av infiltrasjonslag (fylt grøft) - H dren er avstand fra bunn av infiltrasjonslag til bunn av drensledning - H inf er tykkelsen på infiltrasjonslaget - Dimensjonerende regn er et 10-årsregn med 20 min varighet og 50% klimatilegg - Drensrøret er type PE 83/100 (83mm innvendig, 100mm utvendig) - Det ligger pukk fra bunn og opp til 5cm over drensrøret og er lagt som en trekant med bredde 33cm øverst Tabell 1 Regnmengde. Data er hentet fra eklima.no Regntype [mm] 10årsregn, 20min varighet: 17,7 Tilsvarende med klimatillegg (50%): 26,55 Tabellen over viser akkumulert regn i løpet av et 20minutters 10-årsregn med og uten klimatillegg. Figuren under viser en IVF-graf med akkumulert regn (mm) fra eklima: Figur 5 IVF-kurve i millimeter for 17870 Ås - Rustadskog

Figur 6 Skjematisk tegning av grøftesnitt for boligvei og flatt terreng Innkjørsler skal asfalteres frem til tomtegrensen med en 5cm dyp forsenkning: Ved å bygge en svakt buet forsenking inn til tomtegrensene så vil vannet få en naturlig flomvei uten at en trenger å bygge en stikkrenne. Fordelen med dette er lite vedlikehold (stikkrenner gror raskt igjen og/eller tettes). Videre vil innkjørslene virke som terskler og tillate optimal rense- og fordrøyningseffekt for overvannet.

Tabell 2 Beregninger på grøfter ved boligvei/privatvei (B/P) i flat terreng. Boligvei/privat (B/P) Vei [m] grøft [m] H tot [m] Diameter drensrør [m] H net [m] H inf [m] H dren [m] Volum etter inf. [m 3 ] Areal [m 2 ] Regnvolum [m 3 ] Grøftevolum til overs [m 3 ] 2,00 1,25 0,625 0,11 0,300 0,215 0,325 0,29 3,25 0,086 0,20 Tabell 3 Beregninger på grøfter ved adkomstvei (A) i flat terreng. Adkomstvei (A) Vei [m] grøft [m] H tot [m] Diameter drensrør [m] H net [m] H inf [m] H dren [m] Volum etter inf. [m 3 ] Areal [m 2 ] Regnvolum [m 3 ] Grøftevolum til overs [m 3 ] 2,50 1,50 0,75 0,11 0,300 0,340 0,45 0,36 4,00 0,11 0,25 Tabell 4 Beregninger på grøfter ved samlevei (S) (A) i flat terreng. Samlevei (S) Vei [m] grøft [m] H tot [m] Diameter drensrør [m] H net [m] H inf [m] H dren [m] Volum etter inf. [m 3 ] Areal [m 2 ] Regnvolum [m 3 ] Grøftevolum til overs [m 3 ] 3,00 2,00 1 0,11 0,300 0,590 0,7 0,51 5,00 0,13 0,38

Tabell 2, 3 og 4 viser de ulike parameterne og utregnede verdiene. De første fire parameterne er gitt av veinormen. H net eller dybden av den åpne grøften er satt til 30cm, 5 cm mer enn det som er beskrevet i normen på grunn av begroing som nevnt tidligere. H inf og H dren er beregnet med differanser som vist i figur 1. V åpen er volumet av trapeset som er den åpne grøfta med en meters lengde. Det vil si tomrommet over infiltrasjonsmassen per lengdemeter. Areal er arealet som dekker en lengdemeter med grøft, veiskulder og halve veibredden. Det vil si alt som regner på og renner til grøfta. Regnvolum er beregnet utfra IVF (Intensitet-Varighet-Frekvens)-kurve hentet fra eklima som gir samlet nedbør i mm for et gitt gjentaksintervall og varighet (her 10år og 20min varighet). Målinger fra NVEs nedbørmåler på Rustadfeltet er grunnlaget for disse dataene. I tillegg har en lagt til 50% på dette som et klimatillegg. Regnvolumet er beregnet ved å bruke den rasjonelle formel. Her er arealet multiplisert med nedbøren. Det er ikke brukt noen avrenningskoeffisient da en antar at alt vannet renner til grøfta i en situasjon med ekstremnedbør. Grøftevolum til overs er differansen mellom V åpen og Regnvolum. Dette angir mengden vann [m 3 ] til rådighet for å lede/fordrøye flomvann per meter grøft.

Beregning av grøfter i bratt terreng: Grøfter i bratte bakker skal i utgangspunktet bygges på samme måte som i flatt terreng med ett unntak: Terskler skal bygges inn i forhold til veiens gradient: Terskler benyttes for å kunne fordrøye vann og redusere hastigheten for å forhindre erosjon. Bratte bakker defineres som bakker over 2% (1:50). Denne verdien er valgt på grunnlag av beregninger som viser at ved 25m avstand mellom to avkjørsler som ligger 25cm over grøftebunn så vil en akkurat unngå oversvømmelse over avkjørselen dersom det er 2 % helning. Ved brattere helning må en ha en terskel i mellom for å forhindre oversvømmelse over en innkjørsel. Helninger over 5 % gir maks 10 terskler for hver 50 meter. Tersklene skal bygges opp 25cm, slik at de ligger 5cm under asfaltnivå, i likhet med forsenkningen i innkjørslene. Terskler skal bygges opp med rundstein med filterduk over og et jordlag på toppen. Det trengs ikke jordlag på siden nedstrøms på terskelen. Den må kunne tåle kraftig vannføring uten fare for erosjon. Forutsetninger: - Drensledning er 100mm diameter - Grøfta er 62cm dyp - Det er pukk rundt og 5cm over drensrøret - Terskelen er 5cm under asfalt/bakkeplan for å forhindre oversvømmelse - Terskelen er 25cm høy

Figur 7 Skjematisk tegning av grøftesnitt for boligvei og bratt terreng

Tabell 2 Eksempel dimensjonering av grøft ved bratt vei (halv) vei [m] grøft [m] Gradient vei [%] veiskulder [m] Terskelavstand [m] Fordrøyning per meter [liter] 2 1,25 5 0,25 5,01 21,66 Tabell 3 Volum- og lengdeberegning for terskler ved ulike gradienter for bolig- og privatvei (B/P) Gradient bakke [%] Gradient bakke [1:n] z b [m] d [m] T [m] L [m] V [m3] Trinn per 50m A grøft+vei [m 2 ] V regn [m 3 ] Grøftevolum til overs Tykkelse infiltrasjonslag 2 50,00 2,00 0,75 0,25 1,15 12,50 1,69 4,0 39,38 1,05 0,65 0,19 2,5 40,00 2,00 0,75 0,25 1,15 10,00 1,35 5,0 31,51 0,84 0,52 0,19 3 33,33 2,00 0,75 0,25 1,15 8,34 1,13 6,0 26,26 0,70 0,43 0,19 3,5 28,57 2,00 0,75 0,25 1,15 7,15 0,97 7,0 22,51 0,60 0,37 0,19 4 25,00 2,00 0,75 0,25 1,15 6,25 0,85 8,0 19,70 0,52 0,32 0,19 4,5 22,22 2,00 0,75 0,25 1,15 5,56 0,75 9,0 17,52 0,47 0,29 0,19 5 20,00 2,00 0,75 0,25 1,15 5,00 0,68 10,0 15,77 0,42 0,26 0,19 Figuren viser bl.a. avstand mellom tersklene som funksjon av helningen (grønn kolonne). Av praktiske hensyn settes minimumsavstanden til 5 m.

For beregningene gjort for volumer i bratte veier med terskler er det benyttet den rasjonelle likningen som tidligere for regnvolumet og likningen under er benyttet for volumet til terskelbassengene: