Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Internal erosion in the pervious foundation of an embankment dam: A case study on the Lossen dam
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Hydraulic Engineering.
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The Lossen dam is an embankment dam in the Swedish river Ljusnan. The dam is founded on thick layers of stratified glaciofluvial sediments and till. Ever since construction, there have been problems with high pore pressures, large seepage flows and springs downstream of the right part of the dam. After the first filling of the reservoir, a large drainage trench was constructed downstream of the dam to lower pore pressures. Sinkholes and settlements downstream of the dam have occurred repeatedly over the lifetime of the dam, particularly in the area surrounding the large drainage trench.

This study aims to investigate the causes of the sinkholes and assess the risks of internal erosion in the foundation and in the soil downstream of the dam.

A model of the groundwater flow has been created in Visual MODFLOW. Calculations for assessing the soils susceptibility for contact erosion and suffusion have been performed, using soil gradation curves (both from the 1960s and from new samples).

The results from the erosion calculations show that the probability of contact erosion being the sole cause of the internal erosion is minor. However, a majority of the soil samples tested are internally unstable (susceptible for suffusion). The possibility of backward erosion piping can not be dismissed but would need further investigation in order to be properly assessed.

Due to the very heterogeneous structure of the soil in the area downstream of the dam, it is hard to predict the extent of the eroding soil layers and, thus, the future development of the erosion.

A conclusion is that the soil downstream of the dam is subject to internal erosion, which is also the cause of the observed sinkholes and settlements. The internal erosion is probably not a threat to dam safety at the moment, but can possibly evolve as a problem in the future. Therefore close monitoring of the changes in seepage patterns and sediment transport is recommended. Possible solutions to stop the erosion include extending the drainage system with more pressure relief wells, and placing a filter blanket in the seepage exit area. 

Abstract [sv]

Lossendammen är en jorddamm i älven Ljusnan.  Dammen är byggd ovanpå tjocka lager av morän och isälvssediment. Sedan första dämningen 1962 har problem med höga portryck, stora läckageflöden och källsprång nedströms dammen uppkommit. Efter första dämningen grävdes ett stort dränagedike (kallat Slits 19) ut nedströms om dammen, för att sänka portrycken i området. Sjunkhål och sättningar har uppkommit återkommande under dammens livstid, speciellt i området kring slitsen.

Målet med denna studie är att undersöka orsaken till de uppkomna sjunkhålen och sättningarna, samt att bedöma risken för fortsatt intern erosion i dammens undergrund och i jorden nedströms dammen.

En modell över grundvattenflödet i området har skapats i Visual MODFLOW. Jordens fallenhet för kontakterosion och suffusion har beräknats med hjälp av kornfördelningskurvor från jordprover (majoriteten av vilka är från 60-talet, samt några nya).

Resultaten från beräkningarna visar att risken för att kontakterosion initieras är liten. Däremot visar en majoritet av de testade kornfördelningskurvorna att jorden är internt instabil (har fallenhet för suffusion). Sannolikheten för att bakåtskridande erosion initieras kan inte uteslutas baserat på det underlag som förelegat, men en pålitlig bedömning skulle kräva ytterligare undersökningar.

Eftersom jorden under och nedströms dammen är väldigt heterogen, och de olika lagrens storlek och utbredning är okänd, är det svårt att förutspå hur erosionen kommer att utvecklas i framtiden.

Slutsatsen är att jorden nedströms dammen utsätts för fortlöpande inre erosion. Inre erosion är också orsaken till de uppkomna sjunkhålen och sättningarna. I nuläget är erosionen ingen risk för dammsäkerheten, men kan komma att bli det i framtiden. Noggrann övervakning av eventuella förändringar i läckagemönstren och sedimenttransport är viktig. Bland möjliga lösningar för att avstanna erosionen finns utökning av dränagesystemet med nya filterbrunnar, samt att lägga ett filtrerande skyddslager över området där källsprången sker.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 62 p.
Series
TRITA-HYD, 2016:3
Keyword [en]
seepage, internal erosion, suffusion, contact erosion, embankment dams
National Category
Civil Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-189134OAI: oai:DiVA.org:kth-189134DiVA: diva2:944358
Educational program
Master of Science in Engineering - Energy and Environment; Degree of Master - Environmental Engineering and Sustainable Infrastructure
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-08-01 Created: 2016-06-27 Last updated: 2016-10-04Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(27161 kB)195 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 27161 kBChecksum SHA-512
7907cbab97473fbd5b08089d86e5dade0a198ee62e632136f254a64fd70d3a296c1082311b440098733a9cac9d4e0949fade786292420db911d969d74c62655d
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Hydraulic Engineering
Civil Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 195 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 289 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf