Vi kan ha mange ulike strømninger i en kulver, og de kan deles inn på ulike måter, f.eks.:
- Trykkstrømning der hele kulverten er vannfylt, også kalt fulltløpende.
- Frispeilstrømning, med fritt vannspeil gjennom hele kulverten.
- Blanding av trykkstrømning og frispeilstrømning.
- Figuren under illustrerer noen måter vannet kan strømme. Som vi skal se etterhvert er det mange fler.
Strømningen vil både avhenge av kulvertens egenskaper (størrelse, fall, osv.), vannstanden nedstrøms og av vannføringen.
Når det renner lite vann vil det gjerne være frispeilstrømning. Etter hvert som vannføringen øker fylles kulverten med vann inntil det er trykkstrømning i mesteparten av løpet.
Vannstanden ved utløpet (undervannet) har stor betydning. Trykkstrømning er mer sannsynlig med når undervannet er høyt. Lavt undervann gir ofte frispeilstrømning i nedstrøms del av løpet.
Innløpskontroll og utløpskontroll
For kapasitetsberegning deler vi strømningen i:
- Innløpskontroll
- Utløpskontroll
Innløpskontroll betyr at løpet (gjennomløpet) har større kapasitet enn innløpet, slik at innløpet bestemmer kapasiteten.
I utløpskontroll har innløpet større kapasitet enn løpet. Da påvirkes kapasiteten av vannstanden nedstrøms og energitapene i kulverten: utløpstap, friksjon i løpet og innløpstap.
Eksempel på innløpskontroll
Innløpet kan være fritt eller dykket, men det må være overkritisk frispeilstrømning i løpet.
Figuren under viser fire eksempel på innløpskontroll. De to øversete har fritt innløp. For de to nederste er innløpet dykket. Nedstrøms innløpet er det alltid en strekning med overkritisk strømning.
Det er innløpskontrol selv om nedre del av løpet får underkritisk strømning eller trykkstrømning, forutsatt at det er en strekning med overkritisk strømning først.
Eksempel på utløpskontroll
Hvis vi har underkritisk strømning eller trykkstrømning ved innløpet og et stykke nedover, så gir det utløpskontroll.
Figuren under viser eksempel på strømning med utløpskontroll.
Hva betyr over- og underkritisk?
Overkritisk og underkritisk strømning er viktige begrep for kulvertbergning. Klikk her for forklaring.
Hverken utløps- eller innløpskontroll?
Det finnes strømning som hverken kontrolleres av innløpet eller utløpet. Overkritisk strømning gjennom innløpet kontrolleres fra oppstrøms kulverten. Figuren under viser et eksempel med vannstandsprang i løpet. Strømningen kan og passere som overkritisk, uten at det dannes et vannstandsprang.
Er det andre strømningsformer?
Figurene over viser til sammen ni måter vannet kan strømme i en kulvert. Det er halvparten av de 18 strømningsformene vi kan ha.
Hvordan beregne kapasiteten?
Detaljert strømningsberegning er vanskelig fordi vannet kan strømme på så mange ulike måter. En vanlig forenkling er å beregne kapasiteten for innløpskontroll og utløpskontroll, og velge den som gir lavest kapasitet.
Mer om begrepet kapasitet finner du her.
Beregning av innløpskontroll finner du her.
Beregning av utløpskontroll finner du her.