NVE NORGES VASSDRAGS OG ENERGIVERK. Bjarne Krokli FLOMBEREGNING FOR VOTNAMAGASINET (036.F) -,--- - Foreløpig rapport HYDROLOGISK AVDELING

Transkript

1 NVE NORGES VASSDRAGS OG ENERGVERK Bjarne Krkli FLOMBEREGNNG FOR VOTNAMAGASNET (036.F) -,--- - i, Freløpig rapprt HYDROLOGSK AVDELNG

2 NVE NORGES VASSDRAGS OG ENERGVERK TTTEL FLOMBEREGNNG FOR VOTNAMAGASNET (036.F) FORELØPG RAPPORT SAKSBEHANDLER Bjarne Krkli Seksjn Vannbalanse OPPD RAGSG VER HYDRO ENERG, RØLDAL-SULDAL RAPPORT DATO RAPPORTEN ER APEN OPPLAG 20 SAMMENDRAG Flmberegning etter bestemmelsene i "Frskrifter fr dammer" (1) er utført fr Vtnamagasinet. Resultatet av beregningen ble: DMENSJONERENDE FLOM: Avløpsflm Flmvannstand (m.h.) Flmstigning ver HRV (m) Bidrag fra lkalfeltet alene Lkalfelt + avløp Kaldevatn D.s. + verføringer * *) Overløpet dykket ved denne vannføring, flmvannstanden høyere enn denne verdi. Verdiene fr avløpsflmmene refererer seg til flmtppene. Knklusjn følger i kap. 9. EMNEORDSUBJECT TERMS OPPDRAGSRAPPORT QOOO PMF ANSVARZ:G DERSKFT. L.! ({ Kjell Rep'p 7? fung. avd.9!rektør Kntradresse. Middelthunsgate 29 Pstadresse. Pstbks 5091, Mai 0301 Osl Telefn.' Telefax PstgirO

3 Omslagsbilde: Overløp Vatnamagasinet Ft: Hydr Energi, Røldal-Suldal

4 FORORD "Frskrifter fr dammer" (1) ble fastsatt ved kngelig reslusjn av 14. nvember 1980 g gjrt gjeldende fra 1. januar Kapittel 7 i frskriftene beskriver de flmberegninger sm skal utføres i frbindelse med dammer. Hydrlgisk avdeling utfører selv slike flmberegninger, g kntrllerer g gdkjenner flmberegninger sm er utført av andre. Freliggende rapprt beskriver framgangsmåten g gir resultatene aven flmberegning bestilt av Hydr Energi, Nrsk Hydr als, Røldal-Suldal. Beregningen gjelder Vtnamagasinet (036.F) sm er magasin til Nvle kraftverk. Det er beregnet Q1000 avløpsflm ved tre ulike tilløpsflmmer. Da magasinet ikke har tilstrekkelig avløpskapasitet, er denne rapprten en freløpig rapprt sm kan brukes i vurderinger vedrørende frbedring av avløpsrganenes kapasitet.

5 NNHOLD Side L NNLEDNNG 3 2. BELGGENHET 3 3. BEREGNNG AV FLOMMER 4 4. OVERFØRNGER 4 5 NEDBØRFELTET 5 6. NEDBØR 6 7. VOTNAMAGASNET 6 8. FLOMMER Tilløpsflmmer Avløpsflmmer 8 9. KONKLUSJON LTTERATUR 12

6 3 l. NNLEDNNG Hydrlgisk avdeling mttk ktber 1992 bestilling på flrnberegninger fr Vestre Vassdrag, Røldal-Suldal. Beregningen i denne rapprten gjelder dimensjnerende flm fr Vtnamagasinet(036.F). 2. BELGGENHET Feltet ligger nrdøst fr Røldalsvatn g drenerer naturlig til dette. Beliggenhet g feltgrenser er vist på kartskisse i figur l. Fig. l. Nedbørfeltets beliggenhet.

7 4 3. BEREGNNG AV FLOMMER Det freligger ikke avløpsregistreringer fra feltet. Flmberegningene er utført ved å benytte flmmdell (2) til å beregne tilløpsflm fr nedbørfeltet ved hjelp av M1000- g PMP-estimater (nedbørfrløp med looo-års gjentaksintervall g påregnelig maksimal nedbør). Tilløpsflm med tillegg av ppstrøms verløp g verføringer ble så rutet gjennm magasinet. Flmmdellen er kalibrert ved å benytte feltparametre (HL fra hypsgrafisk kurve) fr feltet. Øvre tømmeknstant: K j =O *HL-O.01665*ln(AsE ) Nedre tømmeknstant:k 2 =O *K j -O.00021*HL Terskelverdi: T= *K]exp(-O.6)+O.28Qn Her er ASE effektiv sjøprsent i feltet g Qn er nrmalt spesifikt avløp sm tas ut fra ishydatkart. relieff-frhldet, HL=H/L, er L feltaksens lengde i km g H 50 er høydefrskjellen i meter mellm 25% g 75% passasjen på feltets hypsgrafiske kurve. Se figur OVERFØRNGER Fruten lkalfeltet til Vtna, er det t verføringer i tillegg til verløp fra Kaldevatn sm bidrar til tilløpsflmmen. Når Svandalsflna kraftverk er i drift blir det verført vann fra Middyrvtna. Dette bidraget er beregnet til 11 /s. Via verføringstunnel blir vann fra Kvanndalstjørn, Djupet jørn, ndre - g Midtre Grubbedalstjørn verført til feltet. på denne verføringstunnelen er det tre bekkeinntak. Ttal kapasitet er satt til 25 m 3 /s ble det beregnet dimensjnerende - g påregnelig maksimal flm fr Kaldevatn. Disse flmmene er dkumentert i "Flmberegning fr Kaldevatn, Røldal (5).

8 5 Vtnamagasinet Re. høyde 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, % Areal Fig. 2. Hypsgrafisk kurve. 5. NEDBØRFELTET Vtnas nedbørfelt (lkalfeltet) er planimetrert på kart i målestkk 1:50000 (serie M711) til 41.1 km 2 Effektiv sjøprsent i feltet (ASE) er 11.4 g settes til 0.13 (uten magasin) når tilløpsflm til magasinet beregnes. Feltaksens lengde, L, er 10.1 km. Relieff-frhldet, HL' er beregnet til 23.5 m/km. Øvre tømmeknstant, Kl' er beregnet til time-l, nedre tømmeknstant, K 2, er beregnet til time- 1 g terskelverdien, T, er beregnet til 29.6 mm. Nrmalt spesifikt avløp, Qn' settes til /skm 2

9 6 6. NEDBØR Det nrske meterlgiske institutt gir i rapprten "Påregnelige ekstreme nedbørverdier fr Kaldevatn, Røldal", (3), påregnelige nedbørverdier fr Kaldevatn. De samme nedbørverdiene er benyttet fr Vtna, men med andre tall fr arealreduksjn. Beregningen gir følgende tabell dersm en tar arealreduksjn med i beregningene, g baserer seg på september- ktber sm flmskapende sesng: Antall timer M PMP PMP+snøsmelt Snøsmelting: S=C S *T L =5.0*6.0 mm/døgn= 30 mm/døgn C s =5 mm/cdøgn er hentet fra NVEs publikasjn "Beregning av dimensjnerende g påregnelig maksimal flm. Retningslinjer." (4) g gjelder snaufjell. T L =6.0 C er en temperatur sm kan påvises flere steder på Vestlandet i situasjner med sterk nedbør g snøsmelting m høsten. 7. VOTNAMAGASNET Vtnamagasinet har tre betngdammer. Tpp brystning fr dam (hvelvdam) er kte g fr dam l (platedam) kte i følge tegningene. Dam er verløpsdam med 6 pilarer. Overløpsterskler er på kte , veibanens underside på kte g tpp brystning på kte på grunnlag av tegninger g innhentede pplysninger er det i samarbeid med Sikkerhetsavdelingen beregnet verløpsfrmel fr dammene. Da tillatt flmstigning fr magasinet er 0.75 m, er det bare beregnet avløpsfrmel fr det regulære verløpet. Q- -c*l nett *H1.5 Ved beregningen av lengden er det tatt hensyn til sidekntraksjn (6 pilarer).

10 7 Aløpsfrmel: eller Q=2.05*36.65(H ),5 Q=75.00(H )l,5, cHc Magasintabell fr aktuelt mråde er gitt ved: ( , ), ( , ) Her er første krdinat ktehøyde g andre krdinat 10 6 m 3 8. FLOMMER 8.1 Tilløpsflmmer Med estimerte verdier fr M1000 g kalibrerte verdier fr avløpsparametrene ble det beregnet dimensjnerende tilløpsflm fr Vtna lkalfelt. Dimensjnerende tilløpsflm, flmtpp: døgnmiddel: eller: 84.2 m 3 /s. 60. O m 3 /s / sk.m 2 Flmfrløpet er vist i figur 3. "":'0 til... ti') }; '--' CL (Sl r > 4. lo.q vtna AREAL 41.1 KM2 TERSKEL 29.6 MM TDSSKRTT 3 TMER TØMMEKONST /TME._ NEDB.KORR 1.00 TØMMEKONST /TME QOSS. -_._-.- QSM.._ r>_._,! \ \ " " "- \ " " \...0 r :.,.0,n '-.,;-..., ::E il:: is) en Cl ll.l z N "- '.J C'j 0 0. T r TD.TlMER. Fig. 3. Dimensjnerende tilløpsflm Vtna lkalfelt.

11 8 på tilsvarende måte ble det ut fra PMP-verdier beregnet påregnelig maksimal tilløpsflm fr lkalfeltet. Påregnelig maksimal tilløpsflm (flmtpp) Flmfrløpet er vist i figur 4. vtna.... 0!l N "- ti) :::i AREAL TDSSKRTT NED8.KORR KM2 TMER 1.00 TERSKEL 29.6 TØMMEKONST TØMMEKONST QSM.. \ \ \ \ MM 1/TME 1/TME n:: Q m Ld Z tl... i -rc' -'-i--j-'r... _. "'-'-'r '--t'-'-'-----r ei TlD.TMER. Fig. 4. Påregnelig maksimal tilløpsflm fr Vtna lkalfelt. 8.2 Avløpsflmmer Q000 tilløpsflm fr lkalfeltet ble rutet gjennm magasinet. Rutingen ga følgende resultat: Flmtpp: 47.5 m 3 /s Døgnmiddel: 44.0 " Flmstigning: 0.74 m Rutingen er vist i figur 5.

12 9 ': a" -.0,...,0 V1 "- "l '-" Cl Z (]) ly tsl u.. z «D > 1 vst VANNSTAND q 1 OOOtv av cij /f N -_/ k TLLØP AVLØP 84. \ 96. O D Z O «N t- O O O " N O -t Q TD.TMER. Z «> l - l :'.": 1:'0 l - - l - l - l - - l " l l " l. l. L l l ' l " l l -,,, 08 l '1'=,8 2 5 Le l,13 " " ".<96 =, J l.j: 'j 13..; 6. -1'7,1 6. " -'.H 3. 1,'_') Fig. 5. Ql000 avløpsflm fr Vtnamagasinet - bare fra lkalfelt. tilløpsflm Tilløpsflm fr lkalfeltet ble tillagt avløpsflm fra Kaldevatn g rutet gjennm magasinet. Rutingen ga følgende resultat: Flmtpp: Døgnmiddel: Flmstigning: 62.9 m 3 /s 76.0 " 0.89 m Rutingen er vist i figur 6.

13 G Vl t0 '" :::E O (j z r er Q t-- Z C! z <i (j) > vst2 VANNSTAND q 1 OOOtvk TLLØP ql000avk AVLØP /. '', lc'2.,: le';'].l ) 1. l ].89:.'.643. ': 71 C!.: / 10) O. 3:, ',l F';'.3/1 l.313 ) 1. '0 l l. 'j N ,------r------r-----,------,------, ,------r c{; TD.TMER. O 1.8<> ,', lo;:c,.888 1=:=.8: lc';;::o.731 1':20.7S.-, lc20.71j Fig. 6. Ql000 avløpsflm fr vtnamagasinet - tilløpsflm lkalfelt pluss avløpsflm fra Kaldevatn. Deretter ble den ttale tilløpsflmmen fr Vtnamagasinet, dvs. summen av lkalflm, avløpsflm fra Kaldevatn, driftsvannføring fra Svandalsflna (11 m 3 /s) g verføring (25 m 3 /s) rutet gjennm magasinet. Dimensjnerende avløpsflm, flmtpp: døgnmiddel: flmstigning: 103 m 3 /s. 98 m 3 /s m Flmstigningen vil være større enn beregnet verdi da avløpsfrmelen bare gjelder pp til ca kte Flmfrløpet er vist i figur 7.

14 11 l? Z Q;)O' vstq 1 OOOvVANNSTAND q 1 OOOtvt TLLØP q1000av AVLØP /' / / / / f. >,: rv... O O z... rv Vl... Z Z <l: > r O. O r- rv O... ) J l. 3/: ':1. 38 l.11: l:' ':. _i) l} ] ') ), "/ 1,:'.=. O. )('J ') (' l C C.') l) 1 le j ",' ". l"i ]':1 ':'.':'.)1, l ': C'.; l., P J ':' q. -J.J 13 _ ) t '.;.. / l.,1' '., /.H _ 'ti," l. '-, (i,. l...1 3",7 _ l\-) J') 1 L. r, ), h.h J (.,l.\.]. \ h 1,1 l O O : ':. h" : ':. S l l:'. Hl" l,:' C'. J ' 1-3 ;.L.',1' O O O. O -----' , r-----,r------r------r------r : rv... TD.TlMER. 1 l ( 1., O '[. l.l 0' i " j _. Fig. 7. Dimensjnerende avløpsflm fr Vtnamagasinet. 9. KONKLUSJON Rutingen viser at verløpet til Vtnamagasinet ikke har kapasitet til å avlede større flmmer enn tilløpsflmmen fra lkalfeltet til Vtna (ca 41 km 2 ). Denne lkalflmmen pluss avløpsflmmen fra Kaldevatn gir 14 cm høyere flmstigning enn den tillatte (0.75 m), men vil sannsynligvis kunne passere verløpet uten at det blir dykket. Dersm den ttale tilløpsflmmen skal passere verløpet, vil det bli dykket g en får meget høye flmstigninger pga. brystning på dammene.

15 LTTERATUR (1) OED/NVE: 1981: Frskrifter fr dammer. (2) Andersen,J. m.fl.: 1983: Hydrlgisk mdell fr flrnberegninger. (3) Kristffersen D.: 1986: Påregnelige ekstreme nedbørverdier fr Kaldevatn, Røldal Rapprt nr. 63/86. Klima DNM. (4) NVE/V- infrmasjn: 1986: Beregning av dimensjnerende g påregnelig maksimal flm. Retningslinjer V-infrmasjn nr NVE. (5) NVE/H - Oppdrags rapprt 1986: Flrnberegning fr Kaldevatn, Røldal. Oppdrags rapprt

16 Denne serien utgis av Nrges vassdrags- g energiverk (NVE) Adresse: Pstbks 5091 Majrstua, 0301 Osl 1995 ER FØLGENDE RAPPORTER UTGTT: Nr Nr 2 Nr 3 Nr 4 Nr 5 Nr 6 Nr 7 Lars-Evan Petterssn: Flmberegning Fssheimselva (087.B1Z). (11 s.) Jim Bgen g Rlf Tre Ottesen: Suldalslågens sedimentkilder. (17 s.) Lars-Evan Petterssn: Flmfrekvensanalyser fr vestlandet. (15 s.) Bjarne Krkli: Flmberegning fr Finnbuavatn (036.CE) g Vasstølvatn (036.CC). (19 s.) Randi pytte Asvall: Mel kraftverk. Vanntemperatur i Vetlefjrdelva etter utbygging. (17 s.) Bjarne Krkli: Flmberegning fr Austre g Vestre Middyrvatn (036.G). (19 s.) Bjarne Krkli: Flmberegning fr Vtnamagasinet (036.F). Freløpig rapprt. (12 s.)