Back to search

OFFPHD-Offentlig sektor-ph.d.

Hydraulisk effekt av gjentetting og traktformede innløp for sirkulære stikkrenner og kulverter

Alternative title: Hydraulic effects of partial blockage and tapered inlets for circular culverts

Awarded: NOK 1.8 mill.

Project Manager:

Project Number:

312001

Project Period:

2020 - 2025

Funding received from:

Subject Fields:

Partial blockage of culverts can cause reduced capacity, increased water depth and erosion in the area around the culvert. In the present design framework, the effects of blockages are missing. Since at least the 1950s tapered inlets have been used to increase culvert flow capacity under certain flow conditions. However, the present framework includes limitations for the design of such inlets. This study seeks to further develop the current theoretical design framework to include more precisely the effects of sediment blockage, and to give design values and geometrical descriptions of new tapered inlet designs. Physical scale models and 3D-simulations will be used to study the flow properties of different designs for inlets and blockage elements. The results will be analyzed and translated into the current theoretical framework. The results of this study will make it possible to evaluate the effects of partial blockage of culverts more precisely, which will give more precise flood risk assessments. The development of new, standardized, tapered inlets which can be included in the present theoretical framework will increase capacity of culverts in a cost-efficient manner. The goal is to decrease both the direct and indirect costs related to building, maintaining and repairing culverts.

I et klima i endring er sikring av infrastruktur mot flomskader viktig, og et av de viktigste tiltakene mot flomskader i veisammenheng er stikkrenner og kulverter. Erfaringer fra flommer i senere år viser at overbelastning og gjentetting av stikkrenner og kulverter under flom fører til omfattende skader på infrastruktur og bebyggelse. Prosjektets hensikt er å videreutvikle dagens metoder og tekniske løsninger for å redusere slike skader. Dagens metoder for å beregne kapasiteten til stikkrenner og kulverter dekker ikke effekten av gjentetting av sedimenter og drivgods. Det er derfor behov for å utvide det faglige rammeverket, slik at risiko for flomskader kan vurderes mer presist. I tillegg er det behov for løsninger med økt kapasitet i et klima i endring. Det er kjent at traktformede innløp kan øke kapasiteten, men disse løsningene er basert på produksjonsteknikker fra 50- og 60-tallet, og er ikke tilgjengelig som standardløsninger på det norske markedet. Det er derfor behov for å finne frem til forbedrede, standardiserte løsninger som øker kapasitet og kan produseres på en kostnadseffektiv måte. Forskningen vil fokusere på fysiske og digitale modellforsøk, der effekten av gjentetting og traktformede innløp på strømning måles. Målinger og simuleringer vil gi nødvendige data som kan analyseres, generaliseres og beskrives med samme typer ligninger som brukes i dagens faglige rammeverk. Bruk av digitale modeller som kan kalibreres mot de fysiske forsøkene vil også gjøre det mulig å simulere problemstillinger knyttet til stikkrenner og kulverter på en mer presis måte i fremtiden. Sentrale utfordringer vil omfatte: - Bygging av kompliserte inntakstyper i de fysiske modellene - Håndtering av skalaeffekter i de fysiske skalamodellene - Kalibrering av komplekse simuleringsmodeller mot målte, fysiske resultater Dette prosjektet vil forbedre dagens metoder for å håndtere relevante problemstillinger forbundet med flomskader, og gjøre det enklere å sikre mot disse.

Funding scheme:

OFFPHD-Offentlig sektor-ph.d.

Funding Sources