Artikelförfattare: Jonas Enzell, KTH Byggvetenskap, Betongbyggnad, Anders Ansell, KTH Byggvetenskap, Betongbyggnad, Erik Nordström, Vattenfall R&D och KTH Byggvetenskap, Betongbyggnad, Andreas Sjölander, KTH Byggvetenskap, Betongbyggnad och Richard Malm, FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

Dammhaverier är mycket ovanliga och därför är kunskapen om brott­förloppet vid ett potentiellt dammbrott begränsad. Uppstår brottet utan förvarning, eller finns tidiga tecken på allvarliga problem? Hur utvecklas brottsbräschen under brottförloppet? Detta är frågor som blivit än mer aktuella efter tre internationella dammhaverier under 2023. För att söka svar har en serie skalmodellförsök utförts där haverier av betongdammar simuleras. En viktig parameter vid säkerhetsbedömningen av en betongdamm består i att utvärdera dess stabilitet. Förenklat görs detta genom att jämföra om dammkroppens vikt är tillräcklig för att stå emot lasten från vattnets tryck. Traditionellt beaktas enbart en mindre del av en betongdamm när dess stabilitet utvärderas men de nya försöken indikerar att det vore eftersträvansvärt att undersöka hela dammen samtidigt eftersom lasten fördelas mellan konstruktionsdelarna. Många betongdammars tillstånd övervakas idag genom automatiska mätningar av till exempel vattenstånd, förskjutningar och grundvattentryck. Dock finns det ingen standardiserad metod för att definiera larmgränser, vilket detta projekt syftar till att utveckla i framtiden.

Bakgrund

Dammkonstruktioner har använts i flera tusen år för att lagra vatten och kontrollera flöden. Idag spelar de en viktig roll för att generera elektricitet, förse samhällen med dricksvatten och kontrollera översväm­ningar. Med över 58 000 stora dammar världen över är det viktigt att säkerställa att dessa konstruktioner är säkra och stabila för att förhindra katastrofala händelser och skador på miljö, egendom och människoliv. I Sverige är de flesta betongdammar gra­vitations- eller lamelldammar. För att kompensera för temperaturskillnader i tillverkningsprocessen och säsongsberoende tem­peratur-skillnader byggs betongdammar med vertikala dilatationsfogar. Dessa delar upp dammen i separata ”monoliter”. Antaganden om brottets utbredning och hastigheten på brottförloppet är ofta avgöran­de för simuleringar av dammbrott för beredskapsplanering. Brottets utbredning kan även påverka konsekvensklassifice­ringen. Idag baseras översvämningssimu­leringar på antaganden om att ett visst antal monoliter går till brott [1]. Det kan röra sig om 1-3 monoliter men antagandet baseras inte på en föregående analys. I exemplet när Nova Kakhovka-dammen havererade i juni 2023 gick ett tiotal monoliter till brott, ungefär halva betongdammen [2]. Detta visar att de aktuella antagandena kan vara ickekonservativa. 

Vid utformning av betongdammar mås­te de uppfylla stabilitetskriterier för att förhindra glidning och stjälpning, samt att dammens tvärsnittskapacitet är till­räcklig [3]. Vid glidning antas dammen glida längs grundläggningsytan och vid stjälpning antas dammen välta. Den som utför analysen måste säkerställa att dam­men har tillräcklig stabilitet för att motstå dessa brottmoder. En viktig fråga är dock hur väl dessa antaganden och kriterier speglar ett verkligt dammhaveri. Det finns få väl dokumenterade exempel på haverier i betongdammar, vilket gör det svårt att fastställa realistiska larmgränser för övervakningsutrustning och bedöma konse­kvenserna av ett potentiellt dammhaveri. Modellförsök kan då bidra med viktig information om hur brott uppstår och hur stor utbredningen kan bli. 

Läs hela artikeln i Bygg & teknik 6/2023.
Teckna en prenumeration HÄR