Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Kraven på gräsytors kvalité inom sportsektorn har under de senaste decennierna ökat kraftigt, exempelvis hur snabbt ytorna blir spelbara efter regn, hur de klarar av att motstå svampangrepp och att överleva vintern utan skador. Det har visat sig att funktionen på avvattningen har stor betydelse för att kunna svara upp på dessa högre kvalitetskrav. Inom sportsektorn är målet med avvattningssystemet just att öka markens lämplighet för rekreation, vilket innebär en gräsyta med hög spelkvalité. Detta uppnås genom att snabbt leda bort överskottsvatten så att marken återfår förmågan att klara trafikbelastning samt genom att skapa en växtbädd med en för gräset gynnsam fördelning mellan luft- och vattenfyllda porer. Vilken förmåga avvattningssystemet får i form av intensitet, kapacitet och hur mycket luft/vatten som finns i växtbädden, kan i praktiken kan vara svårt att säga utan att ha först gjort beräkningar. Det som komplicerar det hela är att det är många faktorer som samverkar och att dessa faktorer ofta förändras både vertikalt, horisontellt och med tiden i en växtbädd, i och med att porsystemets utseende i jorden lätt förändras. Därför är det viktigt att förstå hur de grundläggande markfysikaliska lagarna påverkar vattnet i jorden. I detta arbete presenteras därför en bred och djup litteraturstudie över vattnet i växtbädden och vad som påverkar det.

Vilken mekanisk energimängd vattnet har i förhållande till sin omgivning, är det som styr i vilken riktning som vatten kommer att förflytta sig och med vilken hastighet samt hur mycket vatten som hålls kvar i jordprofilen. I och med att vattnet strömmar i ett porsystem skapas en friktionsförlust. Porsystemets utseende inverkan på friktionsförlustens storlek och därmed hastigheten på flödet. Porsystemet skapar också en kvarhållande kraft vilken inverkar på mängden vatten som blir kvar i jorden. Hur stor denna kraft blir styrs av porernas storlek och därmed av utseendet på porsystemet, vilket i sin tur styrs av jordens struktur och textur. Därmed kommer valet av jord och skötselregim, i stor utsträckning att påverka mängden vatten och luft som hålls kvar i växtbädden samt vilken flödeshastighet på vattnet som kan skapas.

Målet med fallstudien har varit att undersöka med vilken intensitet täckdikning, spår-/slitsdränering och sandkapping kan avvattna en sportgräsyta och vilka konsekvenser de kommer att ha på förhållandet luft/vatten i profilen. Två olika scenarier har jämförts. I scenario 1 faller det dimensionerande regnet när grundvattenytan ligger på 700 mm djup och i scenario 2 har växtbäddens buffrande förmågan tagits bort och därmed inträffar regnet när bädden är vattenmättad. Beräkningar har gjorts utifrån förutsättningarna som fanns på Kungliga Drottningholms Golfklubb.

I scenario 1 klarar alla avvattningslösningar att ta hand om det dimensionerande regnet på 32,5 mm, förutsatt att regnets varaktighet är 24 timmar och grundvattenytan ligger på ett djup av 700 mm när regnet startar. Det som gör att konstruktionerna klarar av regnet är att växtbädden har tillräkligt stor buffrande förmåga (kapacitet) och att det dimensionerande regnet inte kräver någon hög dräneringsintensitet.

Kommer det dimensionerande regnet när växtbädden är mättad eller frusen och därmed ingen buffrande förmåga finns, utan all nederbörd måste tas hand om med samma intensitet som regnet faller (förutsättningen i scenario 2), ställs konstruktionens dräneringsintensitet på prov och nu syns en skillnad mellan avvattningslösningarna. Täckdikningssystemet klar nu inte av att ta emot mer än drygt hälften av nederbörden, medan spår-/slitsdräneringen och sandkappingen har en dräneringsintensitet (2,8 mm/h respektive 1,8 mm/h) som överstiger behovet på 1,35 mm/h.

Av det behov av tid som framkommit i studien av hur många dagar det tar för avvattningslösningen att få tillbaka grundvattenytan till ursprunglig nivå, kan utläsas att evapotranspirationen har större betydelse på förmåga att få växtbädden till dräneringsjämvikt. Som exempel tar det för scenario 2 för täckdikningen 24 dygn att dränera bort 32,6 mm nederbörd. Under samma period kommer 48 mm att avdunsta om avdunstningen sätts till 2 mm/dygn.