Før vi kan beregne kapasiteten så må vi vite hva vi mener med kapasitet.
Kapasiteten er sammenhengen mellom vannføringen gjennom kulverten og vannstanden ved innløpet. For eksempel: Denne kulverten har kapasitet på 3000 liter per sekund når vannstanden ved innløpet er 2,5 m.
Det er viktig å huske at vannføringen avhenger av vannstanden (trykket) ved innløpet. Hvis det går 500 l/s når vannstanden er en meter så vil det gå mer når vannstanden øker til 1,5 m.
Når vi oppgir kapasiteten må vannføringen vannstanden. Vi kan for eksempel si: Denne kulverten har en kapasitet på Q = 1000 liter per sekund når vannstanden ved innløpet er 1,5 m.
Vi kan f.eks. si at en kulvert har kapasitet på Q = 500 liter per sekund (l/s), men det er ikke tilstrekkelig å angi en vannføring.
Hvis vi bare sier at kapasiteten er 1000 liter per sekund, så gir det en ide om kapasiteten, men vi vet ikke hvor høyt vannet må stige for å få vannet gjennom kulverten.
Kapasitet oppsummert
Kulvertens kapasitet er vannføringen gjennom kulverten ved en gitt vannstand. For eksempel: Denne kulverten har en kapasitet på 3000 liter per sekund når vannstanden ved innløpet er 2,5 m.
Kapasitetskurven
Kapasitetskurven viser det vi trenger, nemlig sammenhengen mellom vannstand (HW) og vannføring (Q).
Med kapasitetskurven er det enkelt å finne vannstanden for ulike vannføringer. Det er også enkelt å vurdere hvor mye ekstra vannstanden stiger hvis det kommer mer vann enn forutsatt.
Kapasitetskurven under viser vannstanden ved innløpet (HW = headwater elevation) som funksjon av vannføringen (Q), for en rørkulvert med D = 1000 mm med innløpskontroll. Kurven er basert på Chart 1A i Hydraulic Design of Highway Culverts, 3. utgave, 2012.
Med kurven finner vi f.eks. at vannføring på 3000 l/s vil vannstanden ved innløpet stige 2,5 m (over bunnen i røret).
Hvordan beregne kapasiteten?
Kapasitetsberegning krever god forståelse av hvordan vannet vil strømme i kulverten. Du finner en oversikt over kulvertstrømning her.
Fordi kulvertstrømning er komplisert beregner vi vanligvis både innløpskontroll og utløpskontroll, og velger den laveste kapasiteten.
Innløpskontroll, dvs. at innløpet bestemmer kapasiteten, kan beregnes med enkle metoder som kurver og tabeller. Mer om innløpskontroll finner du her.
Ved utløpskontroll er det mange forhold som påvirker kapasiteten så beregningene blir mer komplisert enn for innløpskontroll. Mer om utløpskontroll finner du her.