2013 - 19 (1)
Fyrirsagnalisti
Þróun aðferðafræði fyrir mat á tæknilega mögulegu vatnsafli með notkun vatnafræðilíkana í hárri upplausn
Development of methodologies for the assessment of technical feasibility hydropower using hydrological models in high resolution. (Article in Icelandic).
Höfundar
Tinna Þórarinsdóttir, Sigurður Magnús Garðarsson, Philippe Crochet, Hrund Ólöf Andradóttir.
Ágrip
Rafmagnsframleiðsla Íslendinga kemur að stórum hluta frá vatnsorku. Nú eru liðin rúm 30 ár frá því að síðast var lagt mat á vatnsafl landsins og á þeim tíma hafa orðið tæknilegar framfarir sem kalla á endurnýjun þessa mats. Markmið þessarar greinar er að lýsa þróun á aðferðafræði sem nota má við útreikninga og kortlagningu tæknilega mögulegs vatnsafls þar sem þróuð hafa verið vatnafræðileg líkön í hárri upplausn, eins og er tilfellið
á Íslandi. Dagleg meðalgildi rennslis fengust á reglulegu reiknineti með 1 km upplausn með hjálp vatnafræðilíkansins WasiM. Rennsli í farvegum var reiknað skv. rastagögnum úr ArcGIS gagnagrunni Veðurstofu Íslands um yfirborðshalla og samsöfnun rennslis. Úrkomugögn voru einnig notuð sem ígildi rennslis til þess að greina áhrif þess að nota margþætt vatnafræðilíkan fram yfir óbreytt úrkomugögn. Bæði var gert ráð fyrir miðluðu og ómiðluðu rennsli með því að nota mismunandi hlutfallsmörk á langæislínu sem rennslismat. Mat á mögulegu vatnsafli fór fram fyrir hvern reit sem staðsettur er í rennslisfarvegi innan reikninets með 25 m upplausn. Tæknilega mögulegt vatnsafl er heildarvatnsafl miðað við fullkomna nýtni, án þess að gert sé ráð fyrir neinum takmörkunum, svo sem vegna náttúruverndar eða annarrar landnýtingar. Í þessari grein eru niðurstöður mats á mögulegu vatnsafli á vatnasviði Dynjanda á Vestfjörðum kynntar.
Abstract
A large portion of the total electricity production in Iceland originates from hydropower. The last estimation of the hydropower potential was conducted thirty years ago, in 1981. Since then, there have been major technical
developments that call for a renewal of estimation of hydropower potential. The aim of this paper is to describe the development of a methodology that can be used for calculating and mapping technical hydropower potential where high resolution hydrological models are available, as is the case for Iceland. Average daily discharge was provided on a gridded form with 1 km2 resolution by the hydrological model WaSiM. The discharge was routed along the river channel using information about slope and flow accumulation from the ArcGIS database at the Icelandic Meteorological Office. Gridded precipitation data was also routed and used as a proxy for runoff in order to study the benefit in using an advanced hydrological model rather than a crude estimate of the water input onto the catchment. Both regulated and unregulated discharge was accounted for in the methodology by using different quintiles of a flow duration curve (FDC) derived from estimated discharge. The potential hydropower was estimated for each grid cell along the river network with a resolution of 25 m. The technical hydropower potential represents all potential hydropower with full efficiency and without assuming any limitations, such as environmental protection or other land use. Results of hydropower potential estimated for the catchment of Dynjandi River in Iceland are presented.
Lesa meira
Prófanir iðuþróar við Hvammsvirkjun
Stilling basin model study at Hvammur Hydro Electric Project. (Article in Icelandic).
Höfundar
Andri Gunnarsson, Sigurður M. Garðarsson, Gunnar G. Tómasson, Helgi Jóhannesson
Ágrip
Straumfræðileg hönnun yfirfalls og iðuþróar fyrirhugaðrar Hvammsvirkjunar í Neðri Þjórsá er sannreynd og lokahönnuð með prófunum í straumfræðilíkani (e. physical model) í kvarðanum 1:40.
Líkanið er byggt samkvæmt lögmáli Froude, það er með hlutfall tregðuog þyngdaraflskrafta það sama í líkani og frumgerð. Líkanið nær yfir neðsta hluta inntakslóns Hvammsvirkjunar (Hagalón), aðrennslisskurð inntaks og
yfirfalls, yfirfallið sjálft, iðuþró neðan þess og skurð sem flytur vatnið aftur í árfarveg Þjórsár. Neðan við iðuþróna eru jarðfræðiaðstæður nokkuð góðar, það er, gæði klappar eru talin nægileg til að þola vel áraun vatns rétt
neðan við straumstökk (e. hydraulic jump). Vegna þess er áhersla lögð á að rannsaka áhrif þess að stytta iðuþróna til að minnka byggingarkostnað mannvirkisins án þess að auka áhættu í rekstri yfirfallsins.
Alls eru fimm lengdir á iðuþró rannsakaðar fyrir breitt bil rekstarskilyrða til að meta virkni og hegðun kerfisins sem heildar. Niðurstöður gefa til kynna að stutt iðuþró hafi takmarkaða getu til að mynda stöðugt straumstökk,
sem nauðsynlegt er til að eyða nægilegri orku áður en vatnið er sett aftur út í farveg árinnar. Ennfremur aukast þrýsti- og hraðasveiflur við enda stuttrar iðuþróar, sem gefur vísbendingu um að iðuþróin sé of stutt og
straumstökkið nái ekki að haldast innan hennar. Lengri iðuþró myndar hefðbundnara straumstökk og hefur betri tök á að deyfa þrýstisveiflur í þrónni áður en vatnið rennur úr henni.
Abstract
The scope of the study conducted is to verify and optimize a low inflow Froude number stilling basin at Hvammur Hydro Electric Project, in southern Iceland, in a physical model. The model is built according to
Froude similitude with a scale ratio of 1/40 and represents the approach flow area to the spillway, the spillway, downstream stilling basin and a discharge channel conveying the flow back to the original river channel.
The quality of the rock conditions downstream of the stilling basin is expected to be good and therefore the effect of a shorter and less expensive stilling basin is investigated. In total 4 stilling basin lengths were tested
at various operating discharges to identify aspects of performance for the basin and downstream channel. Also, two layouts with baffles and chute blocks were tested. Results indicate that a short basin has limited capability
to form a hydraulic jump and produce turbulent kinetic energy for energy dissipation. A longer basin forms a more conventional hydraulic jump and is better able to handle the extreme fluctuations of forces before returning the flow back to the riverbed. Furthermore, with decreasing stilling basin length a fluctuating component is measured at the downstream end of the stilling basin indicating sweep out of the hydraulic jump.
Lesa meira