3D numersk modellering av sedimenter i vannkraftreservoirer

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "3D numersk modellering av sedimenter i vannkraftreservoirer"

Pål Engen
8 år siden
Visninger:

1 3D numersk modellering av sedimenter i vannkraftreservoirer Nils Reidar B. Olsen Institutt for vann og miljøteknikk Norges Teknisk Naturvitenskaplige Universitet

2 Problemstilling Sedimenter er partikler som blir transportert med elvene Deponerer i reservoirene og fyller de opp Ca 1 % av verdens vannreservoirer forsvinner årlig pga sedimentering Viktig å kunne bestemme sedimenteringen når den økonomiske verdien av prosjektet skal beregnes Fjerning av sedimentene: Mest brukte metode: Frispeilspyling. Vannstanden trekkes ned, hastigheten øker og sedimentene eroderer. Alternative metoder: Mudring med gravemaskin/sugeslanger etc.

økonomiske verdien av prosjektet skal beregnes Fjerning av sedimentene: Mest brukte metode: Frispeilspyling.

3 Oversikt over presentasjonen Bakgrunn 3D numerisk modellering Hastighetsfelt i reservoirer Beregnede sedimentkonsentrasjoner Feltmålinger av suspenderte sedimenter Reservoirspyling Konklusjoner og videre arbeide

sedimentkonsentrasjoner Feltmålinger av suspenderte

4 Bakgrunn 1983: EEU kurs Eksport av Norsk vannkraftteknologi Prof. Dagfinn K. Lysne initierer sedimentprosjekter Modellere sandfang numerisk Senere: generell geometri, naturlige elver, inntak, reservoirer, deponering, spyling : 3 PhD kandidater på numerisk modellering av sedimenttransport, finansiert av NFR (100 %) PhD student Stefan Haun jobber med numerisk modellering av sedimenter i vannkraftreservoirer (100 % NFR) Testing på reservoirer i Nepal, Østerrike og Costa Rica

reservoirer, deponering, spyling 2003-2009: 3 PhD kandidater på numerisk modellering av sedimenttransport, finansiert av

5 Numerisk modellering SSIIM programet nå Navier-Stokes ligninger K-epsilon turbulens modell Suspenderte sedimenter og bunnlast Implisitt fri overflate algoritme med lange tidsskritt Adaptivt grid med wetting/drying: nødvendig for å modellere spyling Mulig å lage algoritmer for prosesser som ras, bunnformer, kohesivitet, kompaktering av sedimenter etc.

lange tidsskritt Adaptivt grid med wetting/drying: nødvendig for å modellere spyling

6 Angostura reservoiret, Costa Rica

7 Angostura reservoir

8 Field visit 1993, Reventazon river

9 Bunnivå fra målinger med ekkolodd

10 Grid sett ovenfra

11 Hastighetsfelt med to forskjellige diskretiseringsskjemaer: orden PTK 2013 Gardermoen

12 Beregnede sediment konsentrasjoner

13 LISST-SL

14 Innsamling av feltdata fra Angostura reservoiret Stefan Haun Lisa Hoven Sigurd Løvfall Halvor Kjærås Laura Lizano

15 Vertical concentration profiles

16 Measured Computed

17 Reservoir spyling

18 Spyling, animasjon, Angostura

19 Bodendorf reservoir

20 Konklusjoner En fungerende og uttestet numerisk modell kunne brukes til å beregne sedimenteringsmønster og effekt av spyling for forskjellige kjøremønstre for reservoiret Fri overflate spyling: Costa Rica, estimert kostnad ca 1 $/m3. Mudring ca. 3-5 $/m3 De numeriske deponeringsberegningene virker rimelig ok Spyleberegningene mer problematisk: Trange kanaler For stor effekt av sekundærstrømninger Grid splitting Usikre input-data

21 Videre arbeide Forbedring av spylemodell nødvendig Antidyner Fri overflate Geotekniske ras Kohesive sedimenter Feltmålinger Samarbeide med SN Power/Statkraft

Like dokumenter

Numerisk modellering av sedimenttransport i vannkraftreservoirer

Sluttrapport for NFR prosjekt 191035 Numerisk modellering av sedimenttransport i vannkraftreservoirer Nils Reidar B. Olsen Koblenz/Trondheim April 2013 Populærvitenskaplig sammendrag Sedimenter er små