Permeabelt sandfang

Abstract

Overflateavrenning fra tette flater øker risikoen for flom, og skader resipienter og vassdrag ved å tilføre partikler og miljøgifter, noe som kan løses ved å håndtere mer overvann lokalt. I dag håndteres det meste av avrenning fra veg med sandfang som videre sender vannet til ledningsnettet. Er disse godt driftet, kan mye av partikkelbundet forurensing holdes igjen i kumbunnen. Et bedre alternativ med tanke på tilbakeholdelse av forurensinger og for å avlaste ledningsnettet er å bruke permeable sandfang. Permeable sandfang har en lignende oppbygning som et vanlig sandfang, men med en midtre del av permeabel betong som slipper vann til grøftebygningen. I grøften infiltrerer vann i grunnen og miljøgiftene holdes tilbake i kumbunnen og i grøften. Grøften benyttes også som et fordrøyningsmagasin som avlaster ledningsnettet ved store nedbørshendelser. I og med at det permeable sandfanget er nytt, så har denne oppgaven som mål belyse usikkerhetene tilknyttet det, som er: (i) hvorvidt den permeable betongen går tett, (ii) hvor godt den kan gjenåpnes etter tetting, (iii) om den permeable betongen er utsatt for frostskader, (iv) hvor god den hydrauliske kapasiteten er etter installasjon og (v) om det har skjedd en endring i hydraulisk kapasitet et halvt år etter installasjon. Laboratorieforsøk på borekjerner viste at den permeable betongen tettes av partikler med korndiametere på 0,25-0,8 mm og beholder 52 % av sin opprinnelige kapasitet etter tetting. Kapasiteten kan gjenvinnes til 74 % av sin opprinnelige kapasitet med høytrykksspyling. Det er ikke nødvendigvis sånn at dette er direkte overførbart til fullskala i og med at dette er småskala laboratorieforsøk, så videre fullskala forsøk burde vurderes. Den permeable betongen tålte frostforsøkene som ble utført vinterstid ute, men det var ikke spesielt kaldt og ikke lett å konkludere med noe. In situ forsøk viste at kapasiteten til to sandfang satt ute i anlegg ble opprettholdt gjennom et halvt år, og kapasiteten sammenholdt med nedbørsdata viser at de aktuelle sandfangene kan ta hånd om 200 års regn med varighet på 5 minutter og oppimot 200 års regn med varighet på 25 minutter før overløp benyttes. Resultatene fra forsøk gjort i denne oppgaven viser en lovende fremtid for de permeable sandfangene, men en videre oppfølging og fullskala-forsøk er nødvendig for å opparbeide seg mer kunnskap om det permeable sandfanget.

Surface runoff from impermeable surfaces increases the risk of flooding and can harm recipient water bodies by introducing particles and environmental toxins. Today, most runoff from roads is managed with gully pots, which further transports the water to piping network. If these are well operated, much of the particle-bound contaminants can be retained in the gully pot. A better alternative for retaining particulate contaminants and to relieve the pipe network, is to use soakaways like permeable gully pots. Permeable gully pots are similar in structure to a regular gully pot, but with a middle part of permeable concrete that exfiltrates water to the surrounding ditch. In the ditch, water infiltrates into the ground and the environmental toxins are retained. The ditch also works as a detention reservoir which relieves the piping network in the event of heavy precipitation events. The permeable gully pot is new and though experimental investigations have this thesis shed light on the uncertainties of: (i) whether the permeable concrete is susceptible to clogging and (ii) how well it can be reopened, (iii) whether the permeable concrete is susceptible to frost damage, (iv) how good the hydraulic capacity is after installation and (v) if the hydraulic capacity has changed after half a year. Laboratory tests on drill cores showed that the porous concrete is clogged by particles with grain diameters of 0.25-0.8 mm and loses 48 % of its original capacity, but that the capacity can be recovered to 74 % of its original capacity with high-pressure flushing. The permeable concrete withstood the frost tests carried out during the winter outside at NMBU, but it was not particularly cold and not easy to conclude anything. In situ experiments showed that the capacity of two gully pots was maintained for half a year. Considering the capacity and precipitation data, the gully pots can handle precipitation with duration of 5 minutes and return period of over 200 years, and the ditch can handle precipitation with duration of 25 minutes and return period of about 200 years. The results from experiments carried out in this thesis show a promising future for the permeable gully pot, but a further follow-up and full-scale investigations is necessary to get more knowledge about the permeable gully pot.