VEILEDER Veileder for dimensjonering av erosjonssikringer ... - NVE

2.18 Terskler og terskelhydraulikk
På elvestrekninger med løsbunn kan terskler brukes til å avtrappe elveløpet slik at naturlig erosjon
reduseres mellom tersklene. Se avsnitt 3.3 eller Vassdragshåndboka (Sæterbø 2009) for mer om bruk
av terskler.
Terskler av løsmasse trenger dessuten selv dekklag som er sikre mot erosjon. Det blir behandlet i
avsnitt 4.13.
Dette kapitlet tar for seg strømning ved terskler. Det er viktig for å planlegge, f.eks. høyden og
avstanden mellom tersklene.
2.18.1 Over- og underkritisk strømning
Strøm-, erosjons- og avleiringsforholdene ved terskler, og i noen grad ved andre innsnevringer av
elveløpet, vil avhenge av om strømningen er over- eller underkritisk der konstruksjonen plasseres.
Overkritisk strømning betegnes ofte strykende, i motsetning til rolig for underkritisk strømning.
Denne forskjellen kommer tydeligst frem i forbindelse med terskler, som derfor behandles litt detaljert
nedenfor.
I overkritisk strømning kan bølger og andre forstyrrelser ikke forplante seg oppover elveløpet, men det
kan de ved underkritisk strømning. Som en første vurdering, f.eks. under befaring, på om strømningen
er underkritisk, kan en observere om ringene som dannes når en gjenstand kastes ut i strømmen
forplanter seg oppover.
Som mer nøyaktig kriterium brukes Froudes tall:
V V
Fr = =
(2.27)
g gy
A
T
m
Her er:
Fr = Froudetallet (-)
V = vannhastighet (m/s)
A = strømningsareal (m 2 )
T = avstanden fra bredd til bredd målt ved overflaten (m)
y m = gjennomsnittsdybde (m)
g = tyngdens akselerasjon (m/s 2 )
Fr > 1 angir overkritisk strømning og Fr < 1 angir underkritisk strømning. Når Fr = 1 er strømningen
kritisk og vannhastigheten lik forplantningshastigheten til overflatebølger.
2.18.2 Avstand, bunnhelling og terskelhøyde
En terskel løfter vannstanden lokalt, slik at vannflaten på en strekning ovenfor terskelen får redusert
helling, S, og mindre vannhastighet, V. Vannflaten oppstrøms hver terskel vil tilpasse seg et energinivå
likt terskelkoten pluss nødvendig ekstra høyde, H, for at vannføringen skal kunne passere. H finnes av
overløpsformler, se avsnitt 2.18.5, og vil avhenge litt av hvordan terskelen er utformet.
Plasseres en terskel i underkritisk strøm, vil virkningen i første omgang bli at vannflaten heves jevnt
stigende bakover til den går over i den naturlige vannflaten uten terskel. Se avsnitt 2.18.3.
Plasseres en terskel i opprinnelig overkritisk strøm, og terskelen er så høg at den nye dybden gir
underkritisk strøm, kan vannflaten bare heves et stykke bakover. Det oppstår i stedet et
vannstandssprang mellom opprinnelig vannflate og oppdemmet vannflate, se avsnitt 2.18.4. Er
40