Sira-Kvina kraftselskap. Skisseprosjekt Rafossen, Kraftverk og Laksetrapp

Transkript

1 Sira-Kvina kraftselskap Skisseprosjekt Rafossen, Kraftverk og Laksetrapp

2

3 rao4n Innhold 1 Innledning Bakgrunn for skisseprosjektet Utarbeide tegninger for skisseprosjektet Konklusjon forslag til løsning kraftverk og laksetrapp Forhold som må avklares nærmere Arrangement oppvandring av Laks, laksetrapp Innløp laksetrapp Laksetrapp Lakseobservatorium Utløp Laksetrapp Grøntareal ved adkomst lakseobservatorium (og kraftverk) Utvandring av Smolt Smoltfelle på dam (Terskelen på Stegemoen) Utvandring av vinterstøinger Rafossen kraftverk, vurderinger ved valg av konsept Plassering av inntak Damløsning Plassering av vannvei i fjell (og laksetrappp) Felles tunnel for kraftverk og Laksetrapp Arrangement kraftverk Inntakskonstruksjon Tilløpstunnel Svingesjakt på tilløpet Stengeorgan før turbin Arrangement maskinsal Rømningsvei Plassering transformator Sugerørsarrangement Utløpskonstruksjon Linjetilknytning Adkomstveier til kraftverk og inntak Massedeponi Rafossen kraftverk. Installasjon, produksjon og kostnad Videre undersøkelse på kostnadselementer Kostnader laksetrapp Gevinst ved å legge inntaket oppe i Stegemoenbassenget Tapt produksjon ved stopp i mai måned ( stopp kraftverk pga utvanding) Muligheter for ytterligere kostnadsreduksjoner Vedleggsliste Vedlegg 1: Notat vedr. Installasjon, produksjon og kostnad av L. Johansen, Sweco Vedlegg 2: Notat vedr. kostnader ved å heve inntaket 3m samt stopp i hele mai. Vedlegg Tegninger iht tabell i pkt Skisseprosjekt Rafossen Kraftverk 3 Oppdrag ; p:\271\ rafossen kraftverk. forprosjekt\08 rapporter\rapp rafossen kraftverk korrdes2009.doc

4 rao4n Innledning 1.1 Bakgrunn for skisseprosjektet Sira-Kvina kraftselskap har fått tildelning på vassdragskonsesjoner i Sira- og Kvinavassdragene. Anleggene har i all hovedsak beliggenhet i Vest-Agder Fylke. I denne konsesjonen er det gitt tillatelse til å overføre ca 2/3 av middelvannføringen i Kvina over til kraftproduksjon i Sira. Kvina har fra tidligere tider vært en lakseførende elv med oppvandringen opp til Rafossen. Rafossen har et totalt fall på ca 45m og representerer derfor et endelig vandringshinder for laksen videre opp i Kvina. Rafossen ligger ca 15 km opp fra utløpet av Kvina i Fedafjorden. Konsesjonen ble tildelt på en tid da laksen nærmest var utryddet i sørlandsvassdragene og det var derfor tatt med i konsesjonsbetingelsene at dersom laksen kom tilbake, så kan Sira- Kvina kraftselskap pålegges å lette laksens oppgang i Rafossen ved at selskapet kan pålegges å bygge en laksetrapp. Bakgrunnen for pålegget er å kompensere tapt oppvekst og gyteareal i den nedre del på grunn av overført vann fra Kvina til Sira, ved å åpne opp for nye områder ovenfor Rafossen. Det er en rekke forhold i forbindelse med å utvide den anadrome strekningen som må avklares, blant annet mot forvaltningen. I den sammenheng går nå Sira-Kvina kraftselskap, sammen med lokale interessegrupper, videre med planene med laksetrapp i Rafossen. Samtidig eksisterer det et potensiale med i å utnytte fallet i Rafossen til kraftproduksjon. Denne rapport er en innledende fase med å se på løsningene med både laksetrapp og kraftverk. I forbindelse med de forslåtte planene, har Sira- Kvina kraftselskap og hatt bistand fra Hans-Petter Fjeldstad ved SINTEF Energiforskning AS, for å se på de foreslåtte løsningene for oppgang av laks og utvandringen av smolt/vinterstøinger. 1.2 Utarbeide tegninger for skisseprosjektet Tegningsnr Tekst Dato Tegninger Kraftverk: Situasjonskart (Oversikt) Situasjonskart inntak Situasjonskart stasjon Lengdeprofil vannvei Inntak, plan og snitt Plan Stasjon Snitt Stasjon Adkomst Tunnel Utløp Tegninger Laksetrapp: Utløp Stegemoen, plan og snitt Innløp fra Rafossbasenget, plan og snitt Prinsipp Smoltfelle, plan og snitt Skisseprosjekt Rafossen Kraftverk 4 Oppdrag ; p:\271\ rafossen kraftverk. forprosjekt\08 rapporter\rapp rafossen kraftverk korrdes2009.doc

5 1.3 Konklusjon forslag til løsning kraftverk og laksetrapp For oppvandring av laks anlegges en ca. 370 m lang tunnel med laksetrapp. Start trapp anlegges like innenfor utløpet på kraftverket i Rafossbassenget og avslutning trapp anlegges direkte ut oppe i Stegemoenbassenget. Detaljene i trappa bygger på tidligere skisse til trapp utarbeid av Grande (Direkektoratet for Naturforvaltning), ved at kulpene i trappa legges med 0,5m stigninger og lengde på ca. 4m. Like ovenfor starten på trappa anlegges et lakseobservatorium som skal åpnes for allmennheten slik at man får mulighet for å observere laksen på vei opp trappa. Ved adkomsten til Lakseobservatoriet (og kraftverket) foreslås et rekreasjonsområde med kombinert parkering, toalett og park/grøntareal. For utvandring av smolt og vinterstøinger vises et prinsipp med smoltfelle som monteres langs hele terskelen på Stegenmoen. Denne monteres ved hjelp av mobilkran i forkant utvandring og tas ned igjen når utvandringen er over. På elvestrekningen mellom Stegemoen der inntaket til kraftverket legges og ned til Rafossbassenget, foreslås det at det slippes 1,3m3/s som minstevannføring hele året. For kraftverket foreslås en installasjon med 3 Francisturbiner og samlet slukeevne på ca. 38 m3/s. 2 Francis turbiner legges med sluke evne 15,1 m3/s og den tredje er med 7,5 m3/s. Det anlegges et nytt inntak nedenfor den eksisterende terskelen på Stegemoen. Det skal ikke være noen regulering av det nye inntaksbassenget. Utbyggingen er stipulert til 128mill. kr for kraftverksdelen, som gir en utbyggingskostnad på 3,4 kr/kwh. I denne utbyggingskostnaden gjelder det kun kostnaden knyttet til å bygge kraftverket. Laksetrappen vil være et separat kostnadselement som da kommer i tillegg til kraftverket. 1.4 Forhold som må avklares nærmere rao4n Følgende forhold bør avklares nærmere for å sikre at lønnsomheten på kraftverksprosjektet havner på et akseptabelt nivå: 1. Det må avklares hvorvidt det er mulig å endre sted for registrering av minstevannføringen i Kvina. Det kan enten være like oppstrøms eksisterende terskel på Stegemoen, eller det kan være nedenfor utløpet av kraftverk+laksetrapp. Dersom målested kan endres, kan inntaket løftes høyere som igjen gir gunstigere utbyggingskostnad. 2. Likeledes bør det settes i gang en prosess for å avklare hvorvidt det kan godkjennes at stasjonen plasseres i dagen (i en skjæring). En stasjon av denne størrelse som plasseres i dagen, vil sannsynlig medføre lavere utbyggingskostnader da flere funksjoner kan forenkles. 3. Dersom det foreslåtte inntak må beholdes, må det gjøres en simulering på om det den nye dammen kan påvirke (herunder gi høyere) vannstand i Stegemoenbassenget ved flommer. 4. Foreslåtte energipriser må vurderes av Sira-Kvina Kraftselskap. Det er benyttet 40 øre/kwh sommer og 50 øre/kwh vinter Skisseprosjekt Rafossen Kraftverk 5 Oppdrag ; p:\271\ rafossen kraftverk. forprosjekt\08 rapporter\rapp rafossen kraftverk korrdes2009.doc

6 5. Sted for linjetilknytning må avklares. 6. Det vil bli ca m3 sprengmasser fra sprengningsarbeidene. Deponi må avklares. Noe masse kan nyttes i adkomstveien inn til inntaket, men hovedmengden må legges i et deponi. 7. Tillatelser til adkomst både for kraftverket og inntaket må avklares, slik at foreslåtte adkomster er realistiske. 8. Geologiske undersøkelser for tunnel/fjellhall for kraftverk og tunnel for laksetrapp for å få avklart om det bør tas inn større andel fjellsikringer/ tilstrekkelig overdekning. 9. Det bør settes opp et vannstandsmål i Rafossbassenget for å registrere vannstander ved ulike vannføringer, også flommer. Dette for å ha kontroll på de nivåer som bestemmes inne i kraftverket. 2 Arrangement oppvandring av Laks, laksetrapp 2.1 Innløp laksetrapp I samarbeid med SINTEF er det foreslått et arrangement som utnytter det fenomen at laksen søker mot vannstrømmen ut fra kraftverket. Dette benyttes for å trekke den inn mot selve trappa, som er plassert like innenfor utløpskonstruksjonen. Når laksen kommer inn i utløpskonstruksjonen, treffer den på en vertikal rist som står skråstilt og vendt mot trappa (se tegn 401). Ved første kulp i trappa er det foreslått en vannstråle som vender ned i utløpsvannet like utenfor kulpen og som skal lage såpass støy i vannet at laksen skal finne første oppstigningsstrøm i trappa. Denne strålen kommer fra et rør som henter vannet lengre opp i trappa. Vannstanden i Rafossbassenget og i utløpet vil variere med vannføringen i Kvina. Dette med vannstrålen nede ved laveste kulp vil i hovedsak virke ved de lave vannføringene. Ved flommer vil vannstanden stige, og da vil kulp for kulp innover i tunnelen gradvis dekkes med vann. 2.2 Laksetrapp rao4n Selve laksetrappen tar utgangspunkt i løsningen som Grande i sin tid har skissert med maksimum høydeforskjell mellom kulpene på 0,5m og en lengde på kulpene på ca. 4m. Arrangementet med kulpene legges på den ene siden i en utsprengt tunnel med tverrsnitt på ca.13m 2. Tunnelen har en lengde på ca. 370m. Det foreslås en gangbane på siden av kulpene for framtidig vedlikehold og tilsyn. Det monteres og et nettinggjerde mellom topp sidevange på trappa og fjell i tunnelhenget i hele trappas lengde for å skille trapp og gangbane helt. Nettinggjerdet har den funksjon at ved ev. svikt i anordningen i topp trapp (se pkt 2.4) kan vannet strømme inn i ukontrollerte mengder i trappa og overtoppe den. Gjerdet skal da hindre at laksen havner over i gangbanedelen. Omfang nødvendig belysning i laksetrappa må vurderes i detalj senere. Det er vist betongplate i bunn kulper, dette for å hindre lekkasje av vann ut i gangbanen og som da kan redusere vannmengden nederst i trappa så mye at den ikke fungerer. Å fjerne platen på hele eller deler av strekningen vurderes når fjellkvalitet er befart etter sprengningen Skisseprosjekt Rafossen Kraftverk 6 Oppdrag ; p:\271\ rafossen kraftverk. forprosjekt\08 rapporter\rapp rafossen kraftverk korrdes2009.doc

7 Det legges 2 adkomster ned til gangbanen, en via den separate adkomsten til lakseobservatoriet (se tegn 401), og en oppe like ved utløpsdelen (se tegn 400). 2.3 Lakseobservatorium Etter de første 8 kulpene er det anlagt et lakseobservatorium med separat adkomst for allmennheten. Adkomsten legges i forbindelse med adkomsten til kraftverket og en trapp ned til observatoriet. Mellom adkomsten ned til observatoriet og selve trappearrangementet støpes en vegg med 2 store glassfelt slik at man kan observere når laksen passere i kulpen. Se tegn Kulpen lages med dobbel lengde. 2.4 Utløp Laksetrapp Utløpet er og formet i samarbeid med SINTEF. I Stegemoenbassenget vil det være varierende vannstand avhengig av vannføringen i Kvina. Dette medfører at utløpet må formes med en flomdel. I kulp med nivå ca. kote 125,1 (se snitt tegn. 400) legges utløpsåpningen for de lave vannføringen. Utløpsåpningen skal dimensjoneres for en vannføring inn i trappesystemet på 0,5m3/s. Når vannstanden stiger i Kvina ved økt vannføring, er hver åpning forsynt med en lukkeordning som gjør at den stenger når vannet på utsiden går høyere enn åpningen. Når den stenger legges åpningen i neste kulp i et slikt nivå at den forsyner kulpen høyere opp med 0,5m3/s. Stiger vannstanden ytterligere så stenger denne åpningen også, og vannet slipper inn i åpningen på kulpen ovenfor der igjen. Slik vil det fortsette til kun øverste kulp slipper inn vann. Det er ikke i denne rapport tatt stilling til hvor høy flomvannstand trappa skal fungere ved, men prinsippet for å få trappa til å fungere ved stigende og synkende flom er således beskrevet. Det er og mulig å stenge av trappa i deler av året dersom det ikke er hensiktsmessig at den er vannførende. Avstengningen gjøres med å lukke åpningene oppe. 2.5 Grøntareal ved adkomst lakseobservatorium (og kraftverk) Under anlegget vil det måtte settes av et areal til rigg for bygging av laksetrapp og kraftverk. Dette riggområdet legges like ved selve adkomsten for laksetrappen og kraftverket. Det må sprenges ut et areal her og plasseringen av riggområdet her gir da mulighet for å tilbakeføre dette arealet til bruk som rekreasjonsområde når anlegget er ferdig. Riggområdet gjøres om til mulighet for parkering, grøntområde/park med benker og beplantning. I forbindelse med adkomsten til lakseobservatoriet tenkes det anlagt et toalett. rao4n Utvandring av Smolt 3.1 Smoltfelle på dam (Terskelen på Stegemoen) I utløpet av Stegemoenbassenget er det plassert en betongterskel (dam) på kote 125,5. Nedstrøms dammen må det lages en ny dam (på kote ca 122,0) som danner et nytt basseng for det foreslåtte kraftverket i Rafossen. Ved utvandring av smolt så må det hindres at disse Skisseprosjekt Rafossen Kraftverk 7 Oppdrag ; p:\271\ rafossen kraftverk. forprosjekt\08 rapporter\rapp rafossen kraftverk korrdes2009.doc

8 blir dratt inn i kraftverket ved produksjon. I samråd med Hans Petter Fjeldstad i SINTEF, så foreslås et prinsipp på smoltfelle på dammen. Smoltutvandring er ikke direkte fastsatt, men det antydes at den kan pågå over ca. en måneds tid, fortrinnsvis mai måned. Denne fella må monteres i forkant med mobilkran og fjernes igjen når utvandringsperioden er over. Prinsippet er vist på tegn. 402., den består av en stavrist med åpning tilpasset smoltstørrelse som monteres på nedstrømsside av terskelen. Smoltristen monteres i hele terskelens lengde (se tegn 101). Det er ikke fastsatt endelig bredde på risten, men bredden må stå i forhold til hvilken flomstørrelse den skal fungere på. I nedkant av risten legges en oppsamlingsrenne som samler opp smolten som er havnet på rista. Renna legges også over hele dammen og fylles med vann i start renne via et rør gjennom terskelen. I enden av dammen, like ovenfor kraftverksinntaket, går denne over fra å være en åpen renne til et lukket rør som ledes forbi inntaket og ny dam og ned i eksisterende elvetrase. Forslaget på smoltfella har kun berettigelse hvis kraftverket skal være i drift under utvandringsperioden. Hvis det viser seg at drift av kraftverket ikke er forenelig med utvandring, må kraftverke stoppe i denne perioden. 3.2 Utvandring av vinterstøinger. Det kan ogsåbli aktuelt å ta hensyn til at vinterstøinger må vandre ut i samme periode. Dette er det ikke laget noen prinsippløsning på, men det kan tenkes at det må løses med en vertikalstilt rist på oppstrømsside av dammen. Også her må det være en renne hvor vinterstøingene kan ledes forbi inntaksdammen. Alternativt avklares det at det kan benyttes samme vei som for smolten. rao4n Rafossen kraftverk, vurderinger ved valg av konsept. 4.1 Plassering av inntak Sira-Kvina kraftselskap har i den tildelte konsesjonen betingelser vedrørende minstevannføring i Kvina. All vannføring i Kvina, herunder minstevannføringen, dokumentertes via kontinuerlig registrering av vannstanden i Stegemoenbassenget. Helt siden målestedet ble opprettet på slutten av 1960-tallet har det vært registrert vannføringer i Kvina på Stegemoen. Det foreligger derfor lange historiske verdier på vannstand og vannføring ved Stegemoen. Det er riktignok gjort en justering på terskelen for å bedre nøyaktigheten på målingene. Dette tiltaket som og medførte endring av vannstand, var imidlertid i tråd med NVEs ønske, fordi det gir Sira-Kvina en bedre mulighet for til å agere dersom det er fare for at minstevannføringskravet ikke kan bli oppfylt. I tillegg kan alle interesserte via Sira-Kvina kraftselskaps nettside, gå inn å se hva som er vannføringen. Det er kjent at Kvinas fiskeinteresserte benytter denne nettsiden aktivt. På bakgrunn av denne historikk vil Sweco på dette stadiet anbefale at utredningen av kraftverket ikke medfører endring av målested for vannføring i Kvina, som igjen bryter en lang historikk på målingene. Det er da 2 alternativer på plassering av inntak: Skisseprosjekt Rafossen Kraftverk 8 Oppdrag ; p:\271\ rafossen kraftverk. forprosjekt\08 rapporter\rapp rafossen kraftverk korrdes2009.doc

9 - Etablere inntaket rett nedstrøms den eksisterende terskelen på Stegemoen (anbefalt løsning hittil), eller - Legge inntaket i Stegemoenbassenget, men da må det etableres et nytt målested enten like ovenfor Stegemoen, eller like nedenfor utløpet på kraftverket i Rafossbassenget. Dette må imidlertid avklares både mot NVE og aktørene i vassdraget. Det er i vedlagte planer foreslått å legge inntaket like nedstrøms den eksisterende terskelen for ikke å bryte den lange historikken med målingene. Dette må imidlertid også ses nærmere på, da det i skisseprosjektet kun er gjort enkle håndberegninger for å anslå om nivået som er bestemt på ny inntaksdam (3,5m lavere enn dagens terskel), kan påvirke vannstanden i Stegemoenbassenget ved flommer. Det bør gjøres en simulering på forholdene for å bekrefte av foreslåtte løsning ikke forverrer flomsituasjonen i området. 4.2 Damløsning For at flomstigningen på ny dam ikke skal bli større enn for den eksisterende terskelen, så må overløpslengden på ny damkrone minst være like lang som på den eksisterende. Det er derfor valgt å legge ny dam parallelt med den eksisterende dammen. Det er på tegning 101 vist at ny dam legges parallelt ca 18m fra eksisterende dam. På damdelen i djupålen, foreslås å anlegge en platedam med bunntappeluke og tilhørende lukehusarrangement. For å få til minst samme lengde så må det sprenges videre inn på vestsiden av elveløpet slik at man får anlagt en massiv (i betong) overløpskrone/terskel. Det er tenkt at volumet bak dammen skal være så stort at vi får roet det ned med ca. 3 minutters oppholdstid i den nye kulpen før det tas inn i inntaket til kraftverket. 4.3 Plassering av vannvei i fjell (og laksetrappp) Ut fra det innledende møte i prosjektet med Sira-Kvina kraftselskap, så kunne det se ut for at plassering av kraftverk og laksetrapp i fjell, ville være gunstig å legge på vestsiden av Rafossen. Her var det så mulig med adkomst fra Lyding. Under utarbeidelsen av denne plassering, ble det raskt konstatert at denne plassering vil gi markant lengre tunneler. Det viste og at når inntaket legges nedenfor terskelen på Stegemoen, og laksetrapptunnelen må på oversiden av terskelen, så må disse tunnelene krysse hverandre. Når da utbyggingskostnadene i tillegg viste at man får dårligere lønnsomhet i prosjektet, ble alternativet skrinlagt og anlegget flyttet over på østsiden av Rafossen slik som vist i planene. Det er valgt å ha langt tilløp og kort avløp. 4.4 Felles tunnel for kraftverk og Laksetrapp. rao4n Det ble og vurdert om det var mulig å ha samme tunnel for trapp og kraftverk og følgende vurdering ligger til grunn for valg av separate tunneler Skisseprosjekt Rafossen Kraftverk 9 Oppdrag ; p:\271\ rafossen kraftverk. forprosjekt\08 rapporter\rapp rafossen kraftverk korrdes2009.doc

10 Laksetrappen må ha jevn stigning oppover og vannføringen i kulpene bør ligge på ca.0,5m3/s. Laksetrapptunnelen kan først kobles på tilløpstunnelen når den har passert kraftstasjon og turbin. Når den passerer turbinen kan tilløpstunnelens nivå tilpasses trappa, men her vil det ha et gitt vanntrykk. Dersom laksetunnelen kobles på en tunnel med trykk, så vil jo trykket punkteres. Da faller hensikten med kraftverket bort. Alternativt måtte man dele en felles tunnel med et horisontalt betong dekke, hvor tilløpet er nederst og trappen øverst. Denne løsningen måtte i så fall hatt samløp helt opp til inntaket. Her måtte så trappen legges ut i ny tunnel opp i Stegemoenbassenget, eller trapp på utsiden av inntaket. Det er vurdert som mer kompleks løsning, med en tetningsproblematikk over et langt strekk. Har derfor valgt å beholde det foreslåtte konsept med separate tunneler. 4.5 Arrangement kraftverk Inntakskonstruksjon Inntaket legges dykket idet nye inntaksmagasinet, se tegn. 200 (se og tegning 101). Størrelse dykking er ikke vurdert i skisseprosjektet. Det lages ytre føringer for inntaksristen med indre flyndrer som opplegg for risten. Arealet på risten må tilpasses leverandørens krav til maksmum riståpning (maks bredde mellom stavene). Det er på tegningen tegnet en rist på ca. 42 m2, men arealet må som nevnt, eventuelt justeres. Det foreslås en glideluke på inntaket med lysåpning 4x2,5m. Fra glideluke og videre innover i tunnelen kones det ut til tunneltverrsnitt på 20m2. Opptrekksarrangement for luke plasseres oppe i lukehuset på kote ca 129,0. Dette nivået gjøres kjøresterkt for at ev. kjøretøy skal kunne ta seg forbi til lukehusarrangementet for tappeluke dam Tilløpstunnel Det anlegges en råsprengt tilløpstunnel (20 m2) på synk ned til konen i forbindelse med bukserøret. Valgte tverrsnitt gir hastighet 1,9 m/s, normalt en høy verdi, men er vurdert til OK ved dette anlegg. Det er ikke vurdert tverrslag, men at den drives fra en retning Svingesjakt på tilløpet Det er ikke gjort noen avslagsberegning for å se om det må legges inn et eventuelt svingekammer på tilløpssiden Stengeorgan før turbin Det er forslått ventiler som stengeanordning for turbin. Det bør foretas en kontroll på hvorvidt ventiler faktisk er kostmessige beste løsning vurdert opp mot en lukeløsning. Ventilene plasseres som vist på tegn. 301, like inn i maskinsalen. Det lages utsparinger i maskinsalgulvet for eventuell demontasje av ventilene Arrangement maskinsal rao4n Det lages et areal lik ca.13x43m som vurderes tilstrekkelig til å dekke funksjonene. Det er og vist prinsipp på plassering av de 3 vertikale Francismaskinene. Nivå maskinsal legges på kote 90. Eventuelle fasiliteter som kontrollrom, verksted, lager, trapper og garderober med toalett Skisseprosjekt Rafossen Kraftverk 10 Oppdrag ; p:\271\ rafossen kraftverk. forprosjekt\08 rapporter\rapp rafossen kraftverk korrdes2009.doc

11 tenkes lagt inn på høyre når en kommer inn via adkomsten. For øvrig er det ikke avklart hvilke fasiliteter som skal inn i kraftverket. På snitt (tegn 302) er det og vist typisk plassering av generatoretasje, og turbinkjeller. Det er vist en adkomst til kraftverket på tegn. 301, eventuelle separate rømningsveier er ikke tatt inn på tegningene. Det bemerkes at det er vist en del utstøpninger mot fjell med betong på plantegning 301. Dette må imidlertid vurderes sløyfet i de områder hvor fjellkvaliteten tilsier det. Gjelder adkomsten, sugerørområdet og kraftstasjonssalen Rømningsvei Det må anordnes egen rømningsvei fra stasjonshallen. Det mest gunstige plassering er å legge den ut fra stasjonen og mot kjerrevegen som går parallelt eksisterende elveleie i Rafossen Plassering transformator For å forenkle løsningene inne i stasjonsområdet, er transformatoren plassert ute i dagen rett utenfor adkomsten til kraftverket. Kablene ut til transformatoren er tenkt lagt i kanal langs den ene siden av adkomsten Sugerørsarrangement Tegning 301 og 302 er det prøvd å få til et kompakt sugerørsrom, ved at sugerørene vende mot hverandre inn mot sugerørsgalleriet. Det er vist at hvert sugerør kan stenges med separate luker. Det er vist en gangbane bestående av gitterrister som legges på nivå med maskinsalen. Sugerørslukene kan alternativt sløyfes da det er mulig å sette skalluker helt ute i avløpskonstruksjonen (se pkt ). Eventuelt svingenivå på undervannet er ikke undersøkt. Sira-Kvina kraftselskap bør få anlagt en registrering på undervannet i Rafossbassenget, også flommer, slik at man har kontroll på de nivåer som bestemmes inne i kraftverket Utløpskonstruksjon Avløpskonstruksjonen er forslått lagt inn i fjell (se tegn 600) slik at man kan drive avløpstunnelen tørt. I forbindelse med at det er satt en rist på skrå ytterst (se pkt. 2.1), må det vurderes at tverrsnittet (på tunnel og rist) er stort nokk. Rista vil gi et falltap i avløpet. Den siste fjellpluggen avventes det med til avløpssystemet er ferdig. Utløpet er delt med en midtpilar. Det lages føringer for 2 stk skalluker. Skallukene er av samme størrelse og type som Sira-Kvina kraftselskap benytter på andre anlegg. Det er derfor ikke snakk om å anskaffe nye luker, men benytte de man har. Det lages et betongdekke over avløpet med utsparing for eventuell nedstigning hvis skallukene er satt. rao4n Skisseprosjekt Rafossen Kraftverk 11 Oppdrag ; p:\271\ rafossen kraftverk. forprosjekt\08 rapporter\rapp rafossen kraftverk korrdes2009.doc

12 Linjetilknytning I denne fasen er det ikke avklart linjetilknytning eller om nettet har kapasitet. Dette må avklares i neste fase i prosjektet Adkomstveier til kraftverk og inntak Adkomst til kraftverket Fra RV465 som går mellom Liknes og opp til Knaben, er det på Rafoss en avkjøring som er lagt helt inn til barnehagen på Rafoss. For adkomst til kraftverket, er det naturlig og legge den videre fra barnehagen og inn ca. 450 m til kraftverket. Veien vil sannsynligvis gå på privat område, og det må påregnes arbeid med ev. erverv av veiareal. Adkomst inntaksområdet I forbindelse med arrangementet med smoltfelle, er det behov for permanent vei bort til inntaksområdet for å få ut en mobilkran. Det må anlegges en ca 600m lang vei fra der veien i dag stopper på Stegemoen og fram til inntaket. Veitraseen går stedvis i utmark og stedvis langs eldre kjerreveg. For begge veistrekningene vil det stedvis være behov for å lage et veifundament av de sprengte masser fra tunnelene. Det er ikke sett på hvor stort behovet er Massedeponi Fra sprengningen av fjellrommene for kraftverk og laksetrapp, vil det bli et overskudd av sprengte masse på ca m3. Det må søkes å få til et deponi av som ligger utenfor anleggsområdet, da det ikke har framkommet egnet sted innenfor området. Det erfares at masser på sikt er etterspurt og Sira-kvina kraftselskap bør avklare behov lokalt. NVE vil for eksempel at dette er avklart fordi det er fokus på at det må være en plan på senere masseuttak. 5 Rafossen kraftverk. Installasjon, produksjon og kostnad Lars Johansen, Swecos avdeling på Lysaker har utført beregninger på tilsiget og installasjon i kraftverket. Beregningene er vedlagt i vedlegg1. Resultatet refereres ikke ytterligere her. 6 Videre undersøkelse på kostnadselementer Det er utført tilleggsberegninger for å se på hvordan følgende momenter kan slå inn, se notat i vedlegg 2: rao4n Skisseprosjekt Rafossen Kraftverk 12 Oppdrag ; p:\271\ rafossen kraftverk. forprosjekt\08 rapporter\rapp rafossen kraftverk korrdes2009.doc

13 6.1.1 Kostnader laksetrapp Det er ikke utført spesifike mengdeberegninger og byggekostnader, men det antas at arbeidene med laksetrapptunnelen kan komme opp i kr/m. Dette gir en estimert byggekostnad for 370m trapp til ca. 15,0-18,5 mill kroner Gevinst ved å legge inntaket oppe i Stegemoenbassenget Det er regnet på hva gevinsten vil være å legge inntaket i Stegemoenbassenget. Beregnet utbyggingskostnad blir da på 132,5 mill. kr. Produksjonen øker fra 37,7 GWh til 40,5 GWh, noe som gir en utbyggingskostnad på 3,3 kr/kwh Tapt produksjon ved stopp i mai måned ( stopp kraftverk pga utvanding) Ved foreslåtte løsning er produksjonstapet beregnet til 4,1 GWh/år, sommerkraft. Ved vurdering av utbyggingspris ved stopp en måned, så går den opp fra 3,4 kr/kwh til 3,8 kr/kwh. Dersom inntaket legges opp i Stegemoenbassenget, så vil tapet bli på 4,4 GWh/år. Utbyggingsprisen går da opp fra 3,3 kr/kwh til 3,7 kr/kwh. Det betyr at ved forslåtte skisseprosjekt og pålagt stopp i kraftverket i mai måned ved utvandring av smolt/vinterstøinger, så er prosjektet marginalt lønnsomt Muligheter for ytterligere kostnadsreduksjoner. Utbyggingskostnadene i skisseprosjektet ligger i størrelsesorden 3,3-3,4 kr/kwh (ekskl. eventuelle kostnader linjetilknytning). I skisse prosjektet, er det valgt en fjelløsning på plassering av kraftstasjon, da det er antatt at det er det som NVE og aktørene lokalt vil gå for. For å få prosjektet mer lønnsomt, bør det avklares om NVE kan akseptere at kraftstasjonen legges i dagen. En stasjon i dagen hvor flere funksjoner kan forenkles kan gi vesentlige kostnadsreduksjoner. Det nevnes det å fjerne innvendig kran samt fjerne rømningstunnelen. rao4n Skisseprosjekt Rafossen Kraftverk 13 Oppdrag ; p:\271\ rafossen kraftverk. forprosjekt\08 rapporter\rapp rafossen kraftverk korrdes2009.doc

14 Vedlegg 1 [Tekst] rao4n Skisseprosjekt Rafossen Kraftverk Oppdrag ; p:\271\ rafossen kraftverk. forprosjekt\08 rapporter\rapp rafossen kraftverk korrdes2009.doc

15 NOTAT Forprosjekt Rafossen kraftverk Notat nr.: A Dato Til: Navn Firma Fork. Anmerkning Agnar Theodorsen SWECO Norge AS Kopi til: Fra: Lars Johansen Harald Inge Bjørseth SWECO Norge AS SWECO Norge AS Rafossen kraftverk. Installasjon, produksjon og kostnad Det er ut en foreløpig optimalisering av installasjonen og resultatet viser en optimal installasjon med 3 Francisturbiner med samlet slukeevne ca. 38 m 3 /s. For å få den beste utnyttelsen av tilsiget bør det velges en liten (7,5 m 3 /s) og to like men større maskiner (15.1 m 3 /s). Utbyggingskostnaden er beregnet lik ca 128 mill.kr som gir en utbyggingspris lik 3,4 kr/kwh. Beregninger med ALAB viser at den største turbinen får en diameter lik ca 5.3 m mens den minste turbinen vil få ca 3.8 m i diameter. Kravet til dykking vil være oppfylt når turbinsenteret legges 1 m over undervannet, kote 83. På grunn av den fysiske størrelse og vekt bør aggregatene være vertikale. Vannføringene ved Rafossen er preget av store momentanflommer. Det må derfor påregnes hurtig åpning/stenging av aggregatene. Rafossen Rafossen ligger like ovenfor Trelandsfoss i Kvina vassdraget. Øvre del av vassdraget, Homstølvatnet er i dag overført til Tonstad kraftverk (1968). pm03n SWECO NORGE Fornebuveien 11 Postboks 400, 1327 Lysaker Telefon Telefaks (12) Oppdrag ; lj g:\rafossen\notat installasjon og tilsig.doc

16 Tilsig Det er benyttet data for vannmerke Stegemoen som har døgndata i perioden Vannmerket ligger like ved det planlagte inntaket, og restfeltet mellom inntak og vannmerke ansees for å være ubetydelig. Tilsiget er vist som varighetskurve i Figur 0-1 Tilsig Rafossen pm03n % 10 % 20 % m3/s 30 % 40 % 50 % 60 % 70 % 80 % 90 % 100 % Figur 0-1: Tilsig Rafossen, varighetskurve Varighetskurven viser at tilsiget lavere 10 m 3 /s i nesten 60 % av tiden, og er større en ca 50 m 3 /s i ca 10 % av tiden. Dette indikerer en maksimal slukeevne opp mot m 3 /s. Men vannmerket er påvirket av overføringen av Homstølvatnet, hvor en stor del av tilsiget er overført til Tonstad kraftverk. Dette betyr at vannføringene ved Rafossen er preget av lav sommervannføring og en høyere vintervannføring med relativt hyppige momentanflommer. Data for vannmerket viser at vannføringene over døgnet kan variere mellom ca 20 og rundt 200 m 3 /s. Se Figur 0-2 og Figur 0-3. Dette betyr at verdiøkningen av en større installasjon i Rafossen kraftverk blir mindre enn hva varighetskurven tilsier Forprosjekt Rafossen kraftverk 2 (12) Oppdrag ; lj g:\rafossen\notat installasjon og tilsig.doc

17 m 3 /s % 90 % 75 % Middel 50 % 25 % 10 % 0 % Tilsig Rafossen Vannmerke Stegemoen Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des Figur 0-2: Tilsig Rafossen, persentil og middelvannføring Tilsig Rafossen Vannmerke Stegemoen pm03n m 3 /s 0 Jan Feb Mar Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des Figur 0-3: Plott enkelte år, 1974 og Forprosjekt Rafossen kraftverk 3 (12) Oppdrag ; lj g:\rafossen\notat installasjon og tilsig.doc

18 Data for tilsiget til Rafossen er vist i Tabell 1: Vannmerke Stegemoen Nedslagsfelt km Sp.avløp l/s/km Al. lavvannføring m 3 /s % sommer m 3 /s % vinter m 3 /s 1.6 Total Sommer Vinter Tilløp m 3 /s Tilløp mill.m 3 /år Fordeling 32 % 68 % Tabell 1: Data for tilsig Rafossen Produksjonsberegning Produksjonsberegningene er utført på regneark med vannmerke Stegemoen for perioden , døgnoppløsning. Beregningene er utført for ulike installasjoner med slukeevne mellom 1.8 og 2.2 x Q midl, og ulike kombinasjoner av Francis og Kaplan turbiner. Det er gjort fradrag for slipp av minstevannføring, 1.3 m 3 /s hele tiden. Kraftverket er forutsatt kjørt som et elvekraftverk uten regulering der produksjon varierer med tilsiget og hvor tilsig lavere enn minste slukeevne i stasjonen slippes forbi. For Kaplanturbinene er minste slukeevene satt lik 20 % og for Francis er minste slukeevne satt lik 30 % av full driftsvannføring. Minste slukeevne på turbinene er satt lavere enn normalt men kan være mulig med teknisk tilpasning av Kaplanturbinen og grunnet det lave trykket på Francisturbinen. Produksjon er beregnet ved å avregne netto tilsigsserie mot en beregnet totalvirkningsgradskurve for kraftverket. Det er regnet en konstant brutto fallhøyde, = 41.5 m. Dette betyr at det er forutsatt en midlere flomoppstuvning i undervannet lik 37 cm. pm03n Forprosjekt Rafossen kraftverk 4 (12) Oppdrag ; lj g:\rafossen\notat installasjon og tilsig.doc

19 Kostnader Det er benyttet NVEs kostnadsgrunnlag pr 2005 som er indeksjustert til Det er ikke tatt med kostnader til laksetrapp eller ekstra terskel ved Stegemoen for å opprettholde vannstanden i Rafossenmagasinet. Kostnadselementer Reguleringsanlegg Inkluderer inntaksdam, betong-plate dam, 20 m lang og 3 m høy. Driftsvannvei Tunnellengde 390 m, tverrsnitt 20 m 2, M=40 (sprøytebetong). Turbinrør 20 m med diameter 2,7 m, M=90. Tverrsnittene er holdt konstant for de ulike installasjonene. Inkluderer også glideluke som inntaksluke. Kraftstasjon, bygg, rigg Kostnader beregnet etter NVEs standardoppsett for vannkraftverk basert på sprengt volum. Denne posten inkluderer også riggkostnader Kraftstasjon, maskin og elektro For elektrokostnader er det benyttet øvre prisgrense i prisgrunnlaget. Maskinkostnadene skal også inkludere kostnader til sugerørsluker, maskinsalkran og sugerørsluker. Finansieringsutgifter Det er forutsatt en midlere byggetid på 1 år og det er regnet 5 % rente. pm03n Forprosjekt Rafossen kraftverk 5 (12) Oppdrag ; lj g:\rafossen\notat installasjon og tilsig.doc

20 Resultater Resultater er vist i Tabell 2. I tabellen er det også beregnet en brutto nåverdi ved å avregne produksjon sommer og vinter mot en midlere kraftpris 40 øre/kwh sommer og 50 øre/kwh vinter, og årlig kraftverdi er kapitalisert ved 7 % rente i 40 år. Tilslutt er netto nåverdi beregnet som differansen mellom brutto nåverdi og total utbyggingskostnad. Prisnivå prisstigning ant.år: 3 HRV Installasjonsfaktor Antall aggreagat Aggregattype F K F+K 2F 1F+2F 1F+2F Ytelse MW Slukeevne m 3 /s Overføringsanlegg Mill.kr Reguleringsanlegg Mill.kr Driftsvannveier Mill.kr Kraftstasjon, bygg, rigg Mill.kr Kraftstasjon, maskin/elektro Mill.kr Transportanlegg, anleggskraft Mill.kr Linjetilknytning, linjer, kabler Mill.kr Tiltak, landskapspleie, miljøtiltak Mill.kr Uforutsett Mill.kr Planlegging administrasjon Mill.kr Erstatninger, tiltak, erhverv, etc. Mill.kr Finansieringsutgifter (middel/år) Mill.kr TOTALSUM ANLEGG Mill.kr Produksjon, totalt, GWh/år sommer GWh/år vinter GWh/år Utbyggingskostnad kr/kwh Prod.verdi Mill.kr/år Brutto nåverdi Mill.kr Netto nåverdi Tabell 2: Resultater Rafossen kraftverk Tabellen overfor viser at Kaplan installasjonene ikke klarer å kompensere for økt kostnad med økt produksjon sammenlignet med Francis alternativene. pm03n Resultatene i Tabell 2 viser at en installasjon med 3 Francis med samlet slukeevne 2 x Q midl i gir laveste utbyggingspris og høyeste netto nåverdi. Størrelsesforholdet bør være ett lite og to større, men like store, aggregater. Hoveddata for denne installasjonen er vist i Tabell 3: Forprosjekt Rafossen kraftverk 6 (12) Oppdrag ; lj g:\rafossen\notat installasjon og tilsig.doc

21 Inntak moh Utløpshøyde (NV+0.37m) moh 81.0 Brutto fallhøyde m 41.5 Beregnet falltap: Best.pkt Qmx Vannføring m 3 /s Falltap m Netto fallhøyde m Agg 1 Agg 2 Agg 3 Sum Type Francis Francis Francis Slukeevne, største m 3 /s Slukeevne, minste m 3 /s Ytelse, turbin MW Ytelse, generator MW Ytelse, trafo MW Produksjon GWh/år 37.7 Utbyggingskostnad Mill.kr Utbyggingspris kr/kwh 3.4 Netto nåverdi Mill.kr Tabell 3: Data for installasjonsfaktor 2.0, 3 Francis aggregater pm03n Forprosjekt Rafossen kraftverk 7 (12) Oppdrag ; lj g:\rafossen\notat installasjon og tilsig.doc

22 Turbinkarakteristikker Det er utført en beregning med ALAB for å finne teoretiske turbinkarakteristikker for en installasjon med 3 Francis turbiner med data som vist i Tabell 3. Dykkekrav Beregningene viser at den minste turbinen må ligge ca. 1 m over undervannet. Posisjon for stor turbin tilpasses dette. Etterfølgende figurer forutsetter turbinsenter 1 m over undervann på kote 82. pm03n Forprosjekt Rafossen kraftverk 8 (12) Oppdrag ; lj g:\rafossen\notat installasjon og tilsig.doc

23 Rafossen stor turbin Dimensjoner for Rafossen stor turbin pm03n Forprosjekt Rafossen kraftverk 9 (12) Oppdrag ; lj g:\rafossen\notat installasjon og tilsig.doc

24 Hoveddata for Rafossen stor turbin pm03n Virkningsgradsestimat for Rafossen stor turbin Forprosjekt Rafossen kraftverk 10 (12) Oppdrag ; lj g:\rafossen\notat installasjon og tilsig.doc

25 Rafoss liten turbin Dimensjoner for Rafossen liten turbin pm03n Forprosjekt Rafossen kraftverk 11 (12) Oppdrag ; lj g:\rafossen\notat installasjon og tilsig.doc

26 Hoveddata for Rafossen liten turbin pm03n Virkningsgradsestimat for Rafoss liten turbin Forprosjekt Rafossen kraftverk 12 (12) Oppdrag ; lj g:\rafossen\notat installasjon og tilsig.doc

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37

38

39

40

41