NVE NORGES VASSDRAGS- OG ENERGIVERK

Transkript

1 NVE NORGES VASSDRAGS- OG ENERGIVERK Bjarne Krkli 1 OG Q1 FOR ULLDALSVATN/BERGSVATN I HØYANGERVASSDRAGET (79.Z) 'Neina E14.4~NVE HYDROLOGISKAVDELING

2 Omslagsbilde: Tegnekntret

3 NVE NORGES VASSDRAGS- OG ENERG1VERK TrvI EL Q1 OG Q1 FOR ULLDALSVATN/BERGSVATN HØYANGERVASSDRAGET (79.Z) SAKSBEHANDLER Bjarne Krkli _ Seksjn Vannbalanse RAPPORT DATO RAPPORTENER åpen OPPDRAGSGIVER Hydr Energi Sgn OPPLAG 2 SAMMENDRAG Rapprten gir resultatet g beskriver framgangsmåten av en flmberegning bestilt av Hydr Energi. Beregningen gjelder Q1 g Q1 avløpsflm fr Ulldals-/Bergsvatnmagasinet. Beregningen viser: K5 UTE AV DRIFT Maxavløp (m3/s) Max vst. (kte) Vst. ver HERV (11) Q1 ttalavløp Q1 avløp Grimssen Q1 avløp Kråksen Q1 ttalavløp Q1 avløp Grimssen Q1 avløp Kråksen K5 I DRIFT Maxavløp (m3/s) Max vst. (kte) Vst. ver RRV (m) Q1 ttalavløp Q1 avløp Grimssen Q1 avløp Kråksen Q1 ttalavløp Q1 avløp Grimssen Q1 avløp Kråksen EMNEORD/SUBJECTTERMS ANSVARLIGUNDERS Oppdragsrapprt Flmberegning Avløpsflm - 2 NORGES VASSDRAGS-OG ENERGIVERK BIBLIOTEK Kjell 1<epp Seksjnsjef Kntradresse: Middelthunsgate 29 Pstadresse: Pstbks 591, Mai 31 Osl Telefn: Telefax: Bankgir: Pstgir:

4 FORORD "Frskrifter fr dammer" (1) ble fastsatt ved kngelig reslusjn av 14. nvember 198 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 av en flmberegning bestilt av Hydr Energi, Sgn. Beregningen gjelder Ulldal/Bergsvatn-magasinet sm tilhører Høyangeranleggene. Avløpsflmmene med gjentaksintervall 1- g 1 år er beregnet fr verløp Grimssen g Kråksen både når kraftverket (K5) er i drift g når det står. Osl, desember 1993 Arne Tllan avd.direktør

5 2 INNHOLD Side 1. INNLEDNING 4 2. BELIGGENHET 4 3. BEREGNING AV FLOMMER 4 4. NEDBØRFELTER OG OVERFØRINGER 5 5. NEDBØR 7 6. HYDRAULISKE FORMLER 7 7. TILLØPSFLOMMER 7 8. AVLØPSFLOMMER 9 9. RESULTAT AV BEREGNINGEN LITTERATUR 14

6 ev t Se atnet atn et Isva et N. eidalsvatn et a atnet atn Isvatn. Gruvlev vt S svatnet Målestkk 1 : 15

7 4 INNLEDNING Hydrlgisk avdeling ble i brev av 16.7,93 fra Hydr Energi v/nils Brge Rmsl bedt m å beregne 1- g 1-års avløpsflm fr Ulldal/Bergsvatn-magasinet, Høyangeranleggene. Frutsetningen er at lukene i verføringssystemet sm skal være lukket i en flmsituasjn er lukket. Beregningene gjøres både med g uten kraftverket i drift (K5). Det er tidligere utført beregninger av dimensjnerende flm, påregnelig maksimal flm g naturlig flm fr samtlige dammer tilhørende Høyangeranleggene. BELIGGENHET Feltet ligger innenfr en radius på 2 km fra Høyanger sentrum. Beliggenhet g feltgrenser er vist på kartskisse i figur 1. BEREGNING AV FLOMMER Da det ikke freligger registreringer fra feltet, er flmberegningene utført ved å benytte flm-mdell til å beregne tilløpsflm fr nedbørfeltet ved hjelp av M1 g M1-estimater (nedbørfrløp med 1-g 1-års gjentaksintervall) Estimatene er beregnet av DNMI. Tilløpsflm ble så rutet gjennm magasinet med tillegg av verføringer. Knsulentfirmaet Grøner Rådgivende Ingeniører har utført flmanalyse fr dimensjnerende flm g påregnelig maksimal flm fr de samme magasinene. Analysen er dkumentert i rapprten "Høyangeranleggene. Vassdrag 79.Z. Flmanalyse. 15. mars 1991 (2). En rekke data slik sm nedbør, feltparametre, verløpsfrmler fr dammer, magasintabeller g verføringskapasiteter er hentet fra rapprten g supplert der det har vært nødvendig. Flmmdellene er kalibrert ved hjelp av feltparametre fr feltene. øvre tømmeknstant: Kl= *HL *ln(AsE) Nedre tømmeknstant:k2=.9+.21*k1-.21*hl Terskelverdi: T= *Klexp ( -. 6) +.28Qn Her er AsE effektiv sjøprsent i feltet g Q, er nrmalt spesifikt avløp sm tas ut fra ishydatkart.

8 5 I relieff-frhldet, HL=H5/L,er L feltaksens lengde i km g H5er høydefrskjellen i meter mellm 25% g 75% passasjen på feltets hypsgrafiske kurve. Parametrene er hentet fra tabell i (2). 4. NEDBØRFELTER OG OVERFØRINGER Til beregning av tilløpsflmmer fr Ulldal/Bergsvatnfeltet har det vært benyttet følgende data i flmmdellen. Areal: 3.9 km2 Øvre tømmeknstant:.226 time4 Nedre :.41 " Terskelverdi : 23.7 mm Det frutsettes stengte luker i Mnsdalsvatn g Fssvatn. P.g.av str kapasitet i verføringstunnelen vil begrensningen i denne verføringen være Blåvatnets magasin. Det er derfr nødvendig å beregne tilløpsflm i Blåvatn. Fr Blåvatn ble følgende data benyttet i flmmdellen: Areal: 2.96 km2 øvre tømmeknstant:.425 time4 Nedre :.72 " Terskelverdi : 2.5 mm Q1- g Q1-tilløpsflm fr Blåvatn ble rutet gjennm magasinet med tappestrategi sm tilsvarer slukeevne fr åpen luke (figur D i (2)). Startvannstand er HRV = Resultatet er vist i figur 3 g figur 4. Det framgår her at brtsett fra de første 9-12 timene vil tunnelen sluke knstant 5 m3/s, da vannstanden vil være under øvre terskel på kte Knklus'n: Overførin en Blåvatn - Ulldalsvaten kan settes knstant til 5 m3 s i flm eriden Fr verføringen fra Eriksdalen g Gautingsdalen til Bergsvatn er det frutsatt stengte luker i Langevatn g Resvatn. Kapasitetsberegninger er gjrt i (2). Samme serie er benyttet fr denne beregning når det gjelder Q1. I beregningen av Q1 er denne serien skalert med.7 sm tilsvarer frhldet mellm M1 g M1. På tilsvarende måte når det gjelder verføringen fra Langvatnet (Pedrvatn) til Ulldalsvatn, er samme serie sm ble benyttet i (2) brukt i denne beregningen fr Q1. I beregningen av Q1 er denne serien skalert med.7.

9 6 TAPP91 81DOVST TAPPING vannstand 81T 81AV TILLØP AvLØP (M) (MR/S). VANNSTAND VANNFØRING cn tsn c O æ O G. 48. GO c'.2 TID.TIMER. -) tvi c Ln Fig. 2. Ruting av Q1 med åpen tappeluke i Blåvatn. TAPP81 B1OOVST TAPPING VANNSTAND P1T B1AV TILLØP AVLØP CM) VANNSTAND LO 1 cr) TID.TIMER. Fig. 3. Ruting av Q1 med åpen tappeluke i Blåvatn.

10 7 NEDBØR Det nrske meterlgiske institutt gir i "Fagrapprt nr. 38/9 Klima" verdier fr M1 g M1 (nedbørfrløp med gjentaksintervall 1 g 1 år). Sm flm-skapende peride er valgt årstiden høst. Verdiene er tabulert i (2) g hentet derfra. Det er benyttet et nedbørfrløp ver 4 døgn g nedbøren er frdelt med tyngdepunktet i det 2.døgnet. HYDRAULISKE FORMLER Følgende vannføringskurver har vært benyttet fr magasinet: Ttalt fr Grimssen/Kråksen: Grimssen: Q = 24.8*(H ) < H < Q = 62.29*(H ) < H < Q = *(H )" < H < Q = *(H )1:73m H > (Vannføringer Kråksen beregnes sm ttalavløp minus avløp Grimssen). Magasintabell Ulldal/Bergsvatn: (597.6, 6.25) g (599.6, 18.9) Her er krdinatene ktehøyde g mill. m3. TILLØPSFLOMMER Med estimerte verdier fr M1 g M1 g verdier fr avløpsparametrene gitt i kap.4 ble det beregnet tilløpsflm med gjentaksintervall 1- g 1 år fr Ulldalsvatn/Bergsvatn. Ved vannstander ver HRV blir kmunikasjnen mellm magasinene antatt å være gd nk til at de kan betraktes sm ett magasin. (Det samme er antatt i (2)). Tilløpsflmmene er vist i figur 4 g 5.

11 (M3/S). AVLØP AREAL 3.9 KM2 TERSKEL 23.7 mm TIOSSKRITT 3 TIMER TØMMEKONST /TIME NEDB.KORR 1. TØMMEKONST /TIME BS. OSIM d T1O.TIMER. c (MM) NEDBØR,m1J,) c t).21 8., u.U u Fig. 4. Q1 tilløpsflm fr Ulldalsvatn/Bergsvatn. AREAL 3.9 Km2 TERSKEL 23.7 mm TIOSSKRITT 3 TIMER TØMMEKONST i.226 i/time NEDB.KORR 1. TØMMEKONST /TIME v- 65. OSIM. (M3/S). AVLØP O c; TID.TIMER. M123 81uuuT c r: Fig. 5. Q1 tilløpsflm fr Ulldalsvatn/Bergsvatn.

12 9 8. AVLØPSFLOMMER Tilløpsflmmene med gjentaksintervall 1- g 1 år med tillegg av verføringene fra Blåvatn, Langvatn (Pedrvatn) g verføringen via Gautingdalstunnelen ble rutet gjennm Ulldals-/Bergsvatnmagasinet. Det ble benyttet avløpskurve fr ttalt avløp (Grimssen + Kråkcsen). Deretter ble vannstandsseriene via avløpskurven fr Grimssen knvertert til avløp Grimssen.Ttalt avløp minus avløp Grimssen gir avløp Kråksen. Ruting ble utført fr begge situasjner: Kraftverket (K5) ute av drift/i drift. Resultatet fra rutingen av Q1 er vist i figur 6 g 7, g av Q1 i figur 8 g 9. Figurene viser ttal avløpsflm fra magasinet, vannstand g tappeserie når kraftverket er i drift. Us13T9T Q1AVUB UBICIOTOT TILLØP !:4 VBTIOOUB VANNSTAND 1AVUB AVLØP :, YT7.627 u-) b m ) )97.b2c> Ṉ b J33, "j.15; ) ,92 5Y.629 c m z)1., :» , r.. m,45,74( ,t , r m Ln ,3! N J (M3/S).. 8 VANNFØRING ', r-- m ) 37, TID.TIMER ,(5111)JUE., )9. 37 Fig. 6. Q1 ttal avlepsflm fr Ulldalsvatn/Bergsvatn med kraftverket ute av drift.

13 1 8,1TOT K5A TAPPING UBIOOTOT TILLØP VST1OOUBT VANNSTAND 1AVUBT AVLØP _ (M3/S).,r- 39,554 - æ m N 'Al c VANNFØRING O r m : c r m ( O...., ,..,..., r- 44.P m N , - d r ( TID.TIMER V.>T1ODUL'TO1AVUO- 5:7.375.u : / ) U ?7.565, J T7.S ?P, /2j ) ) )6_, Fig ttal avimpsflm fr Ulldalsvatn/Bergsvatn med kraftverket i drift. N W (113/S). VANNFØRING r.-- VST1OUB VANNSTAND U94TOT TILLØP 1AVUB AVLØP UB1TT,1AVUei VST1U , u ': ;..,3_, c u E.66 m N æ C, ,, , m ,, /.(, m , r--- al ,r t m 54.J a1 r P N 46.u69 6,..62u æ b81 TID.TIMER. Fig. 8. Q1 ttal avlepsflm fr Ulldalsvatn/Bergsvatn med kraftverket ute av drift.

14 11 (r1/8). VANNFØRING KSA TAPPING U91TOT TILLØP VSTIOOUBTVANNSTAND Q1AVUBTAVLØP r ) TIO.TIMER. (Ml , VANNSTAND UB1TOT (11AVUBT VST11) (J : G ) / ; ? , P >3.5J =',.4c4 65, ?,-.45") : ) ) , c, Å S.357 Fig. 9. Q1 ttal avlepsflm fr Ulldalsvatn/Bergsvatn med kraftverket i drift. Figur 1,11,12 g 13 viser ttalavløp, avløp Grimssen g avløp Kråksen fr Q1 g Q1 fr situasjnene kraftverket ute av drift/i drift

15 12 1AvU9 1AVGR 1A~ r- nn z crc ; u G. TIO.TtMER. 4 1GAVGRQ1JOAVKR ) U s , c) s N) Z Fig. 1. Q1 ttal avløpsflm, avløpsflm Grimssen g avløpsflm Kråksen, kraftverket ute av drift. 1AVUBT 1AVGRT 1AVKRT AVGRT 1AVKRT , , GO TID.TIMER Fig. 11. Q1 ttal avløpsflm, avløpsflm Grimssen g avløpsflmkråksen med kraftverket i drift.

16 13 Q1AVGR 1^AVKR L O 1AVUB Q 1AVGR ^WR cn- \ m z ( zm s u_ z <, > :i.392, _ // -._ T : , ' ;) N ? GO Ti.TimER Z a Fig. 12. Q1 ttal avløpsflm, avløpsflm Grimssen g avløpsflm Kråksen, kraftverket ute av drift. a (I) \ N) z ad _ zc Gu_ z Z. ) T N q GI 1CDCIAVUBT AVGRT -----:-- O 1AVKIRT a i 48. G TID.TIMER. Q1AVGRT : ' ' Fig. 13. Q1 ttal avippsflm, avløpsflm Grimssen g avløpsflm Kråksen med kraftverket 1 drift...1j:javict :-) ; ,3G c).21 $ , ) ,-...,41

17 14 9. RESULTAT AV BEREGNINGEN Resultatet av beregningen er gitt i følgende tabeller hvr den første er fr K5 ute av drift g den andre når kraftverket sluker 19.3 m3/s. K5 ITIF,AV EMMTT Maxavløp Max vst. Vst ver (m3/s) (kte) HRV (m) Q1 ttalavløp Q1 avløp Grimssen Q1 avløp Kråksen Q1 ttalavløp Q1 avløp Grimssen Q1 avløp Kråksen K5 I DRIFT Maxavløp Max vst. Vst ver (m3/s) (kte) HRV (m) Q1 ttalavløp Q1 avløp Grimssen Q1 avløp Kråksen Q1 ttalavløp Q1 avløp Grimssen Q1 avløp Kråksen

18 1. LITTERATUR OED/NVE: 1981: Frskrifter fr dammer. Grøner Rådgivende Ingeniører 1991: Høyangeranleggene. Vassdrag 79.Z. Flmanalyse.

19 Denne serien utgis av Nrges vassdrags- g energiverk (NVE) Adresse: Pstbks 591 Majrstua, 31 Osl ER FØLGENDE RAPPORTER UTGITT: Nr 1 BjarneKrkli:FlmberegningfrTyinvassdraget.(39 s.) " 2 Randi PytteAsvall:Tyin kraftverk.virkningerav mbyggingpå vanntemperatur-g isfrhld.(8 s.) 3 HallgeirElvehøy:Sluttrapprtfr massebalansemålingerpå Spørteggbreen.(24 s.) _ 4 Lars-EvanPetterssn:FlmberegningArendalsvassdraget.(65 s.) 5 BEGRENSET " 6 BEGRENSET. 7 Jhan Engebak:Tilsigsmålingeri Glmmavassdraget.(9 s.) If. 8 Einar Beheimg EirikSmidt Eriksen:Vassdragstekniskseksjn1992. (84 s.) 9 BjarneKrkli:Reguleringensinnvirkningpå naturligeflmmeri Høyangervassdraget(79.Z). (49 s.) " 1 Rune Dahl, Hans Otnes, FrdeTrengereid:Rapprtfra uværet i Nrd-Nrgevinteren1993. (2 s.)., 11 Randi PytteAsvall:Øvre Otta. Virkningerpå vanntemperatur-g isfrhldved utbyggingav Glitrag Øybergetkraftverker.(14 s.) " 12 EirikTraae: Vassdragstekniskvurderingav utfyllingeri Drammenselvai tråd med kmmunedelplaneng vei-tunnellangs Drammenselva.(13 s.). 13 BEGRENSET 14 Kjell Hegge: Magasinkapasiteteni Leirasnedbørfelt.(6 s.) 15 Kjell Hegge: Undersøkelservedrørendemuligendretflmbildei Leira. (6 s.) 16 BjarneKrkli:Dambrudds-g fldbølgesimuleringi Namsenvassdraget.(13 s.) 17 Lars-EvanPetterssn:FlmberegningRausjømarka(3.H g 2.). (19. s.) 18 Arve M. Tvede: Opprustningg utvidelseav Skjerkakraftverk.Knsekvenserfr is, vanntemperaturg frstrøyk.(47 s.) " 19 BEGRENSET " 2 BjarneKrkli:Q1 g Q1 fr Ulldalsvatn/Bergsvatni Høyangervassdraget(79.Z) (15 s.)