Ny strategi for tapping av Altamagasinet om vinteren

Transkript

1 Ny strategi fr tapping av Altamagasinet m vinteren ndring av vanntemperatur- g isregimet fra utløpet av kraftstasjnen til Savc ved utvidet bruk av øvre inntak Randi Pytte Asvall Ånund Sigurd Kvambekk

2 Ny strategi fr tapping av Altamagasinet m vinteren ndring av vanntemperatur-g isregimet fra utløpet av kraftstasjnen til Savc ved utvidet bruk av øvre inntak Nrges vassdrags- g energidirektrat 2001

3 ppdragsrapprt nr 10 Ny strategi fr tapping av Altamagasinet m vinteren. ndring av vanntemperatur-g isregimet fra utløpet av kraftstasjnen til Savcvannet ved utvidet bruk av øvre inntak ppdragsgiver: Frfatter: Statkraft SF Randi Pytte Asvall g Ånund Sigurd Kvambekk Trykk: NVs hustrykkeri pplag: 50 Frsideft: Altaelva 18. mars 1998 ved Dørmenen. Sammendrag: Det freslås å bruke øvre inntak i Altamagasinet fra desember til midten av mars. Med dette ppnås en lavere temperatur på driftsvannet g lavere vannføring enn ved nåværende manøvrering. Dette vil gi bedre mulighet fr is legging på strekningen mellm kraftverkets utløp g Savcvannet. Resten av vinteren vil vannføringen økes, dette må skje under hensyntagen til virkningen på isfrhldene videre nedver i elva. mnerd: Vanntemperatur, is Nrges vassdrags- g energidirektrat Middelthuns gate 29 Pstbks 5091 Majrstua 0301 S Telefn: Telefaks: Internett: Desember 2001

4 Innhld Frrd Sammendrag Bakgrunn Temperaturfrhld i magasinet Driftsvannets temperatur g tilsiget Frslag til alternativ manøvrering Knklusjn

5 Frrd Nedstrøms utløpet av kraftverket har elva blitt strt sett isfri etter utbyggingen. Dette er hevdet å ha negativ betydning fr fiskefrhldene. Det har derfr vært arbeidet fr å finne tiltak sm kunne bidra til lavere driftsvannstemperatur g derved større muligheter fr islegging. Undersøkelser siste vinter viste at Øvre inntak kunne benyttes i større grad enn tidligere antatt, g dette åpnet mulighetene fr en endret manøvrering sm ville kunne gi lavere temperatur på driftsvannet deler av vinteren, samtidig sm størstedelen av magasinet frventes å kunne bli utnyttet. Rapprten mfatter et frslag til en manøvrering sm ivaretar dette. sl, desember 2001 ff6tø.l va Skarbøvik ppdragsleder 1? seksjnssjef 4

6 Sammendrag Reguleringen i Alta har ført til at vanntemperatur- g isfrhld er endret i vassdraget, slik sm antatt ved knsesjnsbehandlingen. Dette hevdes å kunne ha virket påviselig uheldig på frhldene fr fisken. Det er særlig fkusert på den høyere vanntemperaturen g det reduserte, de fleste år helt fraværende, isdekket på strekningen fra utløpet av kraftverket til Save-vannet, sm reguleringen har frårsaket. Sist vinter ble det i frsøk vist at dette inntaket kunne nyttes ned til 260 m, sm er 2 m lavere enn tidligere benyttet. Dette har gjrt det mulig å utarbeide en alternativ tappestrategi hvr en bruker Øvre inntak fra tappingen av magasinet starter til ea IS.mars. Dette vil gi lavere vanntemperatur på driftsvannet g bedre betingelsene fr isdannelse i denne periden enn den tappestrategien sm er benyttet til nå. Hvr str effekten kan bli avhenger av mange frhld, spesielt hydrlgiske g klimatiske frhld det enkelte år. I vinterperiden er driftsvannet en blanding av vann fra tilsiget sm har temperatur nær D ved innløpet til magasinet g magasinvann med høyere temperatur. Ved bruk av Øvre inntak blir innblandingen av magasinvann vesentlig lavere enn ved bruk av nedre inntak, g driftsvannet blir kaldere. I løpet av vinterperiden er det imidlertid tilnærmet samme ttale varmemengde i vann vlumet sm nyttes til driftsvann uansett bruk av inntak, men frdelingen ver vinteren varierer. I denne freslåtte tappestrategien velger en fra tappingen begynner å kjøre Øvre inntak med en driftsvannføring tilpasset skifte fra Øvre til nedre inntak ea IS.mars. Dette vil gi en vanntemperatur sannsynligvis nær 0.5 D. Når vannstanden er 260 mh er 25 I av magasinet benyttet g en må skifte til nedre inntak. Deretter skal driftsvannføringen økes, g det må fregå sakte av hensyn til isfrhldene. tter den freslåtte tappestrategien blir driftsvannføringen ne mindre mens øvre inntak er i drift, g frutsetningene fr isdannelse bedre. Ved denne tappestrategien vil derfr isdekningen øke, men det er usikkert m elva vil lukke seg helt. Det avhenger i str grad av værfrhldene. Både lavere vanntemperatur g mindre driftsvannføring er viktig fr isdannelsen. Ved mlegging til nedre inntak ( mkring midten av mars) vil det bli en økning i driftsvannets temperatur. Fr å dempe dette spranget i vanntemperaturen er det vesentlig at nedre inntak er benyttet m høsten fr å tappe ut varmere vann fra nedre deler av delmagasinet. Fr ytterligere å dempe temperaturspranget ved vergang fra Øvre til nedre inntak kan vergangen gjøres gradvis, eller det kan i frbindelse med vergangen tappes ne vann gjennm gjelet. n må likevel regne med at denne øvre delen av elva vil åpne seg krt tid etter mlegging til nedre inntak. Nedenfr Savevannet. vil den lavere g stabile vannføringen første del av vinteren føre til at elva islegges raskere g råkene bli mindre, g isfrhldene blir lite frskjellig fra naturlige frhld i denne periden. tter mlegging til nedre inntak skal

7 vannføringen økes gradvis. Dette må gjøres frsiktig g isfrhldene vervåkes nøye. Det må påregnes ne vervann, mfanget av dette vil være avhengig av hvr raskt driftsvannføringen økes. Vi anbefaler å starte frsiktig med en økning på ca 0.3 m 3 /s pr døgn. Fr å få utnyttet magasinet best mulig vil det være ønskelig å ha mulighet til å øke vannføringen ne ut ver de 30 m 3 /s sm reglementet tillater. På grunnlag av de erfaringer en har med isfrhldene i Altaelva i driftsperiden er det rimelig å anta at elva vil tåle en slik økning uten at det ppstår isprblemer. Prdusert kraft er beregnet fr hver vinter (l.nvember - nen dager før tilsigsøkning) fra 1992 til 2001 ved de t tappestrategiene. Resultatene viser at det varierer fra år til år hvilken tappestrategi sm gir høyest prduksjn, ttalt fr hele periden er det en liten økning ved den nye strategien. J senere byttedat fra Øvre til nedre inntak sm velges j dårligere blir imidlertid resultatet prduksjnsmessig. Senere byttedat vanskeliggjør tømming av magasinet. Det er gså av str betydning m det blir en tidlig eller sen vårflm, sen vårflm er gunstig fr prduksjn etter den nye tappestrategien. Frskjellene mellm disse tappestrategiene kan sammenfattes i følgende punkter Fra utløpet til Savcvannet: avere driftsvannføring med kaldere vann, g derav større mulighet fr isdekning ned til Savcvann før ca ls.mars. tter IS.mars etter hvert vanntemperatur- g isfrhld sm ved tidligere tappestrategi. Nedenfr Savcvannet: Inntil ca 1S.mars isfrhld mtrent sm før regulering, bare ne større råker. tter ca IS.mars, økende vannføring, etter hvert større råker g sannsynligvis en del vervann, sterkt avhengig av hvr raskt vannføringen økes. 6

8 Bakgrunn Mulige virkninger av utbyggingen på vanntemperatur- g isfrhld ble sammen med en rekke andre frhld vurdert ved knsesjnsbehandlingen. Det var i utgangspunktet planlagt et tradisjnelt inntak under nivået fr RV. Det ble på dette grunnlag knkludert med at utbyggingen ville føre til økt vanntemperatur m vinteren g redusert temperatur m smmeren ved utløpet av kraftstasjnen. Da vintervannføringen samtidig ville bli høyere, var det åpenbart at det ville betydelig redusert islegging g de fleste år åpen åpen elv på strekningen ned til Savc-vannet. Før regulering var elva mye islagt, men med en del råker. På Savc-vannet g videre nedver ville imidlertid isfrhldene bli mindre påvirket. Fra fiskerihld ble både økt vintertemperatur- g redusert smmertemperatur sett sm uheldig. Det ble den gang ikke fkusert på eventuell betydning av endringer i utbredelsen av isdekket. Redusert tilgang på næring til fisken sm følge av mangel på "driv" fra vassdraget venfr dammen var imidlertid fremme. Med utgangspunkt i dette km det i gang diskusjner m et Øvre inntak i magasinet. Sm et ledd i vurderingene av virkningene av et høyere inntak ble det laget en fysisk mdell på daværende "Vassdrags- g Havnelabratriet" i Trndheim. Arbeidet var særlig fkusert på frhldene m smmeren. Knklusjnen ble sm kjent at et Øvre inntak ble bygget. På grunn av frykt fr innsuging av luft ved bruk av Øvre inntak har dette inntaket i hvedsak bare blitt brukt ved tilnærmet fullt magasin. m smmeren har sm hvedregel begge inntak vært åpne, g Øvre inntak ble vanligvis stengt i frbindelse med høstsirkulasjnen i magasinet, da det er tilnærmet samme temperatur i alle dyp, g en unngår plutselig temperaturendring på driftsvannet ved å skiftet av inntak. Dette ble ansett å være uheldig fr fisken. Det har hele tiden vært klart at driftsvann tappet fra Øvre inntak m vinteren vil ha ne lavere temperatur enn driftsvann fra nedre inntak. Av hensyn til isfrhldene er det restriksjner på driften av kraftverket m vinteren, g spesielt skal vannføringsøkninger i størst mulig grad unngås. tter nen år med driftserfaringer ble det likevel tillatt å prøve hvrdan mindre g kntrllerte vannføringsvariasjner virket på isfrhldene, fr å undersøke mulighetene fr en viss effektkjøring. Dette ble imidlertid frafalt av hensyn til frhldene til fisken. Det er fretatt mfattende fiskeundersøkelser, g i resultatene er det stadig fremhevet at den økte vintertemperaturen g strt sett åpne elva har skadet fisken. Ved åpent vann er det påvist algevekst sm kan skyldes manglende isdekke, g sm gså hevdes å være uheldig fr fisken. avere temperatur på driftsvannet g mer islegging på strekningen mellm utløpet av kraftstasjnen g Savc-vannet hevdes å være gunstig i frhld til fisken. Dette er imidlertid ikke enkelt å ppnå. Ulike tiltak har vært freslått, herunder gså bruk av øvre inntak. Med den rådende manøvreringen ville dette imidlertid ha begrenset verdi 7

9 da skifte til nedre inntak var anbefalt ved vannstand 262 m, det vil si mkring årsskiftet. n ønsket likevel å se nærmere på virkningene av å kjøre øvre inntak m vinteren. Dette ble gjrt i en krt peride vinteren , g sm ventet ble driftsvannets temperatur betydelig lavere g deler av elva ble islagt. På grunn av redsel fr innsuging av luft ble øvre inntak stengt mkring årsskiftet, ved en vannstand på ca 262 m. Isen frsvant raskt da nedre inntak ble kblet inn, g vanntemperaturen igjen ble høyere. Siste vinter ( ) ble det fretatt systematiske undersøkelser fr å se nærmere på temperaturfrdelingen g strømhastigheten i hvedmagasinet g delmagasinet ved bruk av henhldsvis øvre g nedre inntak. Det viste seg å være mulig å nytte øvre inntak ned til en vannstand på 260 m ved den aktuelle driftsvannføring. Dette er særlig viktig fr å kunne nytte øvre inntak i en lenger peride m vinteren. Temperaturfrhld i magasinet HRV 265 RV HRV265 Hvedrnagasin yre inntak 255 Delrnagasin Flmluke 220 c RV 200 Nedre inntak 183 mllp 160?km 6km I 5km 4km 3km 2 km 1 km UUIp 80 Fig. 1 Skisse av nedre del av Altamagasinet med inntaksdyp g andre luker. Høydene er i m.h. Magasinet er delt i et hvedmagasin sm ligger venfr den naturlige terskelen i det gamle Virdnejavrre, g et delmagasin mellm denne terskelen g dammen (fig 1). Hvedmagasinet er regulert mellm HRV = 265 m g RV = 245 m, sm er 5 m under NV. Delmagasinet er regulert mellm HR V = 265 m g RV = 200 m. Øvre inntak har bunn på 255 m g nedre inntak på 183 m. Tidligere var nedre grense fr bruk av øvre inntak satt til 262 m på grunn av fare fr medsuging av luft. I vinteren viste detaljerte bservasjner på stedet at øvre inntak kan nyttes ned til 260 m med en vannføring på 28 m 3 /s. Magasinvlumet er da 99 Mm 3, mens det er 132 Mm 3 ved fullt magasin. I hvedmagasinet er det vanligvis et kaldt øvre lag med temperatur ganske nær m vinteren, g varmere vann, vanligvis l -2 i dypet. Tykkelsen av det øvre laget, g derved beliggenheten av sprangsjiktet, altså grensen mellm disse lag varierer gså, men ligger gjerne på mkring m dyp i begynnelsen av vinteren. Dette vil variere med tilsiget g værfrhldene i de enkelte år. 8

10 7.0 - (.) :: ::::J Q) D Alla kr.s Alta kr.sl Alta kr.si Alta k r.sl Alta k r.sl Alt kr.sl Alt a k r.sl Alta kr.sl Alfa kr.sl Alta kr.sl NVMBR DSMBR 0.0 Fig. 2 Driftsvannets temperatur i Alta kraftverk tidlig på vinteren , , JANUAR FBRUAR MARS Fig. 3 Beregnet tilsig til Altamagasinet i periden 1991 til I delmagasinet vil det være annerledes. Det er en svak temperaturgradient ver terskelen. Ne vann tilføres gså gjennm en tunnel parallelt med utløpet, men dette synes ikke å påvirke frhldene særlig mye. Til nå har nedre inntak vært i bruk hele vinteren. Da dykker tilsiget når det passerer terskelen g blander seg med det varmere vannet i del magasinet. Det blir en svak temperaturgradient med ne kaldere vann nær verflaten. Utver vinteren vil temperaturen på vannmassen gradvis synke, g det samme gjelder driftsvannføringen (fig 2). Ved bruk av øvre inntak vil en større del av det kalde tilsiget kunne strømme gjennm magasinet. Selv m det gså nå trekkes med ne underliggende varmere vann blir 9

11 temperaturen på driftsvannet betydelig lavere i dette tilfellet. Det dypereliggende g varmere vannet synker ned g samles i den dypere del av delmagasinet. Temperaturen her vil derfr gradvis stige. På grunnlag av freliggende målinger ser det ut til å være liten frskjell, m nen, på vannstrømmen ver terskelen ved bruk av de t inntakene, derimt var det str frskjell på innblandingen i delmagasinet. Disse frhld vil bli beskrevet nærmere i en rapprt sm er under arbeid. Driftsvannets temperatur g tilsiget Det er stre variasjner i driftsvannets temperatur fra år til år. Fig. 2 viser temperaturen i isleggingsperiden fra 1991 til i dag. De fire vintrene med lavest temperatur på driftsvannet l.desember har gså det største tilsiget (fig. 3). Strt tilsig gir et tykkere kaldt lag i hvedmagasinet, g dermed mindre transprt av varmt vann i dypere lag ver terskelen. Frsøk fra blant annet sist vinter viser at det blir kaldere driftsvann ved å hente vann fra Øvre inntak. Fallet i vanntemperatur rundt 20. desember 2000 skyldtes et skifte fra øvre til nedre inntak.. U 3.0 ============== r :::l al l c Nedre ,,,, 1.0 '. < 1.0 al G 0.5., ,.--.,.---,---r---,---,---,----,---,--,---,---,---,--, DSMBR JANUAR FBRUAR MARS APRI Fig. 4 Driftsvannets temperatur i Alta kraftverk i 2000/2001, hvr det var flere skifter mellm øvre g nedre inntak, g t år med "varmt" g "kaldt" driftsvann. Fig. 4 viser vanntemperaturen fr sist vinter sammenlignet med et år med "varmt" driftsvann (1997/98) g "kaldt" driftsvann (1991/92). Ved bruk av nedre inntak vil frskjellen mellm et "varmt" g et "kaldt" år avta utver senvinteren ettersm det magasinerte vannet fra høsten blandes med kaldt tilsig. Ved vekslende bruk av øvre 10

12 g nedre inntak ser en at vannet fra Øvre inntak har en temperatur sm ligger nær den en får i en vinter med høyt tilsig av kaldt vann. Ved bruk av nedre inntak tapper en fra det varme magasinvannet sm var relativt varmt etter høsten Når en veksler til øvre inntak frblir vannet under inntaket frhldsvis ufrandret, men i vintre med tynt kaldtvannslag i hvedmagasinet kan en etter hvert få en svak temperaturøkning i dypet på grunn av medrivning av underliggende varmt vann fra hvedmagasinet. Ved ny vergang til nedre inntak blir temperaturen derfr like høy, eller litt høyere, enn sist gang en brukte nedre inntak. n har altså kun utsatt tappingen av varmt bunnvann. Ved bruk av øvre inntak vil driftsvannets temperatur vanligvis ligge mellm 0.3 g 0.6 De, høyest i milde g tørre vintre. Det er særlig tykkelsen på kaldtvannslaget i hvedmagasinet sm avgjør temperaturen. Driftsvannets temperatur fra nedre inntak vil i større grad avhenge av manøvreringen tidligere i sesngen g de hydrlgiske frhld. Frslag til alternativ manøvrering Målsettingen er å få lavest mulig temperatur på driftsvannet g størst mulig isdekning på strekningen fra utløpet til Savc, så lenge sm mulig, g med minst mulig tap av kraftprduksjn. Strategien går ut på å utnytte øvre inntak, sm gir lavere temperatur på driftsvannet, så lenge sm mulig. Øvre inntak kan nyttes på fullt magasin g til magasinet er tappet ned til 260 m, sm tilsvarer 25% av vlumet. Hvr lang tid dette tar varierer med hvilken driftsvannføring en velger. Det er viktig å huske på at driftsvannføringen består både av tilsig g tapping fra magasinet. Vannstanden hldes høyere lenger ved lavere driftsvannføring. Dette betyr at tilsiget i denne periden får et høyere fall g derved utnyttes bedre. Driftsvannets temperatur fra øvre inntak er vurdert å ligge mellm 0.3 g 0.6 0e. Muligheten fr islegging øker med minkende vannføring. Ved vanlige værfrhld i mrådet vil isleggingsgraden øke, men det vil bli mindre is enn det var ved uregulerte frhld. Isleggingsgraden vil avhenge sterkt av de meterlgiske frhld i den aktuelle periden. Når magasinet er tappet ned til 260 m må det skiftes til nedre inntak. Dette vil i alle tilfeller medføre høyere temperatur på driftsvannet. I de aller fleste år må en regne med at stre deler av eventuell is da tæres brt. Hvr str frskjell det blir på vann fra øvre g nedre inntak på denne tiden avhenger særlig av manøvreringen m høsten. Ved å kjøre nedre inntak m høsten kan en få tømt ut "varmt" vann fra de dypere deler av delmagasinet, g temperaturspranget blir mindre. Il

13 Fr å dempe den brå temperaturstigningen ved bytte av inntak kan en i vergangsperiden bruke begge inntak g dermed få en gradvis vergang (se i slutten av januar i fig. 4). n kan gså slippe ne vann gjennm mløpstunnelen g ned gjelet. Dette vannet vil ha en temperatur nær frysepunktet når det har kmmet ned til kraftverksutløpet. tter blanding med kraftverksvann fra nedre inntak vil temperaturen ligge nærmere det en hadde ved bruk av Øvre inntak. Det tar nen dager før kaldt vann har blandet seg med vannet i dypet av del magasin et slik at driftsvannets temperatur faller. Beregninger viser derfr at temperaturreduksjn ved slipp i gjelet blir en meget kstbar løsning I år med strt tilsig vil det kun være nen tideler i frskjell i temperaturen fra de t inntakene, g vergangen vil da gå mer prblemfritt. Fr i størst mulig grad å få utnyttet magasinet må driftsvannføringen økes når nedre inntak tas i bruk. Økningen må skje sakte av hensyn til isfrhldene videre nedver i elva. Vi har freslått en økning på 0.3 m 3 /s i døgnet, ikke mer enn 10 m 3 /s økning g maksimalt til 33 m 3 /s. Dette frutsetter imidlertid en spesiell tillatelse da Øvre grense fr vintervannføring i henhld til reglementet er 30 m 3 Is. Under denne økningen må isfrhldene vervåkes nøye. Det må påregnes en del vervann. På grunnlag av de erfaringer en har med isfrhldene i driftsperiden fr Alta kraftverk til nå, regner en ikke med andre ulemper relatert til isfrhldene sm følge av dette. Værfrhldene er imidlertid av str betydning g kan gjøre det nødvendig med tilpasninger. Denne kjørestrategien er sammenliknet med den sm ble benyttet år fr år fra vinteren 1992/93 g frem til vinteren 2000/01. Vi har freløpig bare valgt å se på denne periden da det er ne uverensstemmelse mellm tilsig, driftsvannføring g magasinvlum i tidligere data. gså i de anvendte data er det nen merkelige krttidsutslag i tilsig g driftsvannføring sm vi har latt passere ukntrllert. Sett ttalt ver vinteren får de feilene ingen betydning. Det er satt følgende styringer/begrensinger: Bruk nedre inntak til vanntemperaturen går under 1 De eller til en kuldeperide etter at l.desember er passert. Deretter byttes til Øvre inntak. Frsøk å bruke Øvre inntak til byttedat (frsøkt med 15. mars, l. april eller 15. april.) Driftsvannføringen skal ikke endres mer enn 0.3 m 3 /s pr. døgn i periden fra magasinet tappes til vårflmmen kmmer. Det skal ikke økes mer enn 10 m'/s ttalt. Driftsvannføringen skal ikke avta etter 1. februar. Dette kan føre til at skifte til nedre inntak må skje ne tidligere enn på ønsket byttedat. Driftsvannføringen etter skifte til nedre inntak skal frem til isen har gått i vassdraget ikke økes mer enn til ttalt 33 m3/s. l. mai skal det være igjen 26 Mm' vann til å tåle en frsinket vårflm. Det tilsvarer 20 døgn med 15 m3 /s underskudd på vann (drift minus tilsig). tter 10. mai skal ikke vannføringen avta, men kan øke dersm underskuddet på vann er mindre enn 15 m3 /s. Økningen har frtsatt begrensningene sm nevnt 12

14 ver. Dersm våren ser ut til å kmme senere enn l. juni må en, sm i dag, redusere vannføringen. Følgende kjørestrategi er benyttet i analysen: Antagelse: Magasinet er fullt l. august Frem til minst l. nvember kjører en like mye sm tilsiget tter l. nvember beregnes hvr mye en kan kjøre fr at Øvre inntak kan brukes til ønsket byttedat. Dette beregnes fra dagens tilsig sammenlignet med histriske tilsig. Tilsiget prgnseres med en lgaritmisk avtagende frm (sm tilsvarer histriske data). Dersm denne kjøringen er mindre enn tilsiget, frtsetter en å kjøre tilsig, men når den blir større enn tilsiget velger en denne verdien til kjøring, g magasinet begynner å tappes. Hver dag beregnes nye verdier g driftsvannføringen krrigeres innenfr begrensnigene angitt ver. tter 1. februar g frem til magasinet er så nedtappet at Øvre inntak ikke kan brukes, frandres kun driftsvannføringen hvis beregningene tilsier en økning. Dette er fr å få et så høyt sm mulig utgangspunkt før kmmende økninger. tter skifte til nedre inntak beregnes vannføringen en kan ha fr å møte kravet m vann frem til vårflmmen. Vannføringen justeres mt denne verdien innen de gitte begrensningene (både i tid g størrelse). tter 10. mai justeres vannføringen pp dersm underskuddet er mindre enn 15 m3 /s, frtsatt med begrensinger i variasjner. tter at isen har gått kan vannføringen økes mer m ønskelig. Dette er avgjørelser sm må tas på grunnlag av værprgnser (sm tidligere), g er ikke vurdert her. Fra denne strategien ble driftsvannføringen g magasinvlumet beregnet fr hver dag fra g med vinteren 1992/93. Tidligere data hadde en viss uverensstemmelse mellm driftsvannføring, tilsig g magasinvlum g ble derfr ikke brukt. Det viste seg at 15. mars var mest gunstig å bruke sm byttedag da en ikke fikk tømt magasinet tilstrekkelig ved senere bytter. Fig. 5 (a-c) viser resultatene fra simuleringene (byttedag 15. mars) sammenlignet med den bserverte driftsvannføringen g magasinvlum slik det ville ha vært i disse årene dersm denne kjørestrategien haddt: blitt benyttet. Byttene skjer i de fleste år ne tidligere enn ønsket byttedag på grunn av ufrutsettt: endringer i tilsiget g kravet m ingen reduksjn i driftsvannføring etter l Jebruar. Sm en ser kan en hlde magasinet høyere i lengre peride enn det sm har vært vanlig, g likevel få en akseptabel tømming av magasinet i de fleste år. Dette avhenger av at en kan freta en langsm økning på inntil 10 m3/s i vannføringen etter byttedagen (her 15. mars). Det gjenstår å se m en klarer det uten vesentlige isprblemer. 13

15 l c '':: <Sl c III '+- '':: III :- Ē l c '':: <Sl '+- III '+- '':: l '':: <Sl '+ III '+- '':: r Alta kr.st. bs Alta kr.st. sim. -- Altmagasinet bs.... AUamgsinet sim. NV v...:' r DS -- Alta kr.st. bs Alta kr.st. sim. -- Altmgcsinet bs.... Altamagasinet sim. JAN Byttet til nedre inntak FB MAR APR Byttet til nedre inntak ".... -r----r-----,-----r----,-----r----r---- NV DS JAN FB MAR APR MAI "' Alta kr.st. bs Alta kr.st. sim. -- Altamagasinet bs.... Altmagasinet sim Byttet til nedre inntak MAI ". '.... : -r----r-----,------r----,-----r----r-----;- NV DS JAN FB MAR APR MAI ;:;;: III l ;:;;: :::2' :J III l :::2' :::2' :J III l :::2' Fig.5a Simulerte g bserverte verdier av driftsvannføring g magasinvlum fra 1992/93 til 2000/01. Simuleringen legger pp til et jevnt frbruk slik at øvre inntak kan brukes til mtrent 15. mars. Ingen senking av driftsvannføringen etter 15 februar. tter bytte til nedre inntak økes vannføringen med 0.3 m3/s pr. dag, men ikke mer enn 10 m3/s mer enn vannføringen ved bytte av inntak. Det skal være minst 26 Mm 3 vann igjen i magasinet 10. mai, g ikke tmt før 1. juni. Simuleringen avsluttes 7 døgn etter vårflmmen. 14

16 . "- (SI ' Vl ;;:. i:: , Alta kr.st. bs. Alta kr.st. sim. -- Altamagasinet bs.... & Altamagasinet sim. ' "T_ ". ". '" '" ". " '. '. I '. ' l ""ft_...:.. "..-',/--_... NV DS JAN I Byttet til nedre inntak FB MAR APR MAI :;;-' :::;: Vl 2 Vl :; i:: (SI '- Vl '-.-= '" -- Alta kr.st. bs Alta kr.st. sim. -- Altmagasinef bs.... Attamagasinet sim _.,.'----.-_ _.-_.----._---_._ NV DS JAN FB '" Byttet til nedre inntak MAR APR... '.... '" MAI I -100 :;;-' 2 Vl 2 Vl :;--... 'i:: (SI '- Vl "'""...,...::.; :..:... '" -- Alta kr. st. bs _-- Alta kr.st. sim. -- Altmagasinet bs.... Alfmagasinef s;m. '" ' :;;-' 2 c Vl 2 "",... :......,'-,, Byttet til nedre inntak , , , , , NV DS JAN FB MAR APR MAI Fig.5b Simulerte g bserverte verdier av driftsvannføring g magasinvlum fra 1992/93 til 2000/01. Simuleringen legger pp til et jevnt frbruk slik at øvre inntak kan brukes til mtrent 15. mars. Ingen senking av driftsvannføringen etter 15 februar. tter bytte til nedre inntak økes vannføringen med 0.3 m3/s pr. dag, men ikke mer enn 10 m3/s mer enn vannføringen ved bytte av inntak. Det skal være minst 26 Mm 3 vann igjen i magasinet 10. mai, g ikke tmt før 1. juni. Simuleringen avsluttes 7 døgn etter vårflmmen. 15

17 l ' &... (/)... ' 1-r r..., :..:.::.. '.::.:" '.:.:.:" Alte kr.st. bs Alta kr.sf. sim. Byttet til nedre inntak r_ r_------_4_-100 NV DS JAN FB MAR APR MAI (/) l (/) ::-- l ' &... (/) -... ' 100-r Alta kr. st. bs _. - Alta kr. st. sim. -- Altmgsinet bs.... Altmagsinet sim. Byttet til nedre inntak r , , , , r , NV DS JAN FB MAR APR MAI ::J (/) l l ' & c (/) 100-r _r Alt kr.st. bs. ----_ Alt kr.st. sim. -- Altmagsinel bs.... Altmagasinet sim..-.. \: ". ".... '. ' ". Byttet til nedre inntak -r , , , , , , NV DS JAN FB MAR APR MAI " (/) l Fig. 5e Simulerte g bserverte verdier av driftsvannføring g magasinvlum fra 1992/93 til 2000/01. Simuleringen legger pp til et jevnt frbruk slik at øvre inntak kan brukes til mtrent 15. mars. Ingen senking av driftsvannføringen etter 15 februar. tter bytte til nedre inntak økes vannføringen med 0.3 m 3 /s pr. dag, men ikke mer enn 10 m 3 /s mer enn vannføringen ved bytte av inntak. Det skal være minst 26 Mm 3 vann igjen i magasinet 10. mai, g ikke tmt før 1. juni. Simuleringen avsluttes 7 døgn etter vårflmmen. Vi manglet vannføringsdata fra 5. januar 2001 slik at bservert magasinvlum blir feil fra den daten. 16

18 TabelIl Salgsverdi fr strøm (20 øre/kwh) ved Alta kraftverk fra 1. nvember til vårflmmen. Beregningene er fretatt etter virkelig kjøring g simulert kjøring sm mtalt i ntatet. Kjøringen var rettet mt bytte mellm øvre g nedre inntak på henhldsvis 15. mars, 1. april g 15. april. Salgsverdi [milljii<... Gevinst ved ny kjøririg t.nv vårflm Virkelig 15.mar 01.apr ii. 15.apr 15.mar 01.apr 15.apr ; ; Z Sum Vi har gså tatt en titt på de øknmiske knsekvensene av endret kjøremønster. Vi har da vurdert byttedater mellm Øvre g nedre inntak på 15. mars, l. april g 15. april. Tabell 1 viser salgsverdi fr kraften dersm en antar en fast pris på 20 ørelkwh. Det er tatt hensyn til virkningsgraden på turbinen, g beregningene er avsluttet ved vårflmmen når bservert driftsvannføring blir større enn den simulerte. Sm en ser ville en ved byttedat 15. mars ha tjent nesten 4 milliner krner ttalt ver de ni årene sm er simulert, men det er variasjner fra år til år. Senere byttedater gjør at en ikke får tømt magasinet før vårflmmen, g tapet blir ttalt på 18 milliner ved byttedat 15. april. Fig. 6 viser et slikt eksempel fra Dersm en tillater seg en raskere økning i driftsvannføringen etter bytte til nedre inntak, vil tapet bli redusert, men det blir da større fare fr isgang. Det er imidlertid mer realistisk at en frtsatt sakte økning i driftsvannføring etter at 33 m 3 /s er nådd skal kunne være mulig uten at det blir isprblemer. Dette vil gså redusere et eventuelt restmagasin g altså øke lønnsmheten av denne kjørestrategien. Maksimal tillatt driftsvannføring frem til tilsigsøkning er 30 m 3 /s, slik at denne kjøringen krever midlertidig tillatelse til avvik fra manøvreringsreglementet. Dersm slik tillatelse ikke blir gitt vil inntjeningen bli ne mindre, men vi vil likevel få de planlagte resultater vedrørende virkninger på vanntemperatur- g isfrhld av denne kjørestrategien. Fig. 7 viser antatt vanntemperatur ved utløpet av kraftstasjnen i et år med strt tilsig (1991/92) g et med lite tilsig (1997/98). vergangene mellm inntakene kan glattes i tid ved å bruke begge inntakene. Tppen i mars kan gså reduseres ved å slippe vann frbi dammen. Dette vannet vil avkjøles i elveløpet innen det når utløpet av kraftstasjnen. Dersm en fjerdedel av driftsvannføringen slippes frbi vil blandingstemperaturen nedenfr dammen falle fra anslagsvis 1.1 De til anslagsvis 17

19 0.8 0e. Slippes halvparten frbi faller temperaturen til 0.6 0e. Dette er imidlertid en meget dyr løsning. 1 -, rr ::;: (J) 80 c!si ' '- -- Alla kr.sl. bs. -- Alta ter.st. sim. (IS.mrs) -- Alfa kr.st. sim. (l.april) -- Alfa kr.st. sim. ( I S.april) -- Altmgsinel bs. -- Altmgsinel sim. ( IS.mrs) -- Altmgsinel sim. (l.pril) -- Altmgsinel sim. (IS.april ) te :::J c (/) (J) ::;: I ' I I I _r--_r--_.--_,-----+_--rT--_r--_.----,_--._--_r JANUAR FBRUAR MARS APRI MAI Fig. 6 Simulerte g bserverte driftsvannføringer g magasinvlumer i våren Simuleringene tar utgangspunkt i byttedater 15. mars, 1. april g 15. april. De striplete pilene viser de virkelige byttedatene. u 3.5 :::J 3.0 te 4.0i--;=========; r _. Alla kr.sl simulert - Alta kr.sf., 1991 bservert -_. Alfa kr.st., 1997 simuler! , \, ' , , r_-r----,_-.---r--_r--r--.--,_-.---r--_r--r--.--_r---, NVMBR DSMBR JANUAR FBRUAR MARS Fig. 7 ' 20 ' 20 APRI MAI Antatt vanntemperatur ved å kjøre etter ny strategi sammenlignet med bservert vanntemperatur. 1991/92 er et år med strt tilsig g 1997/98 er fra et år med lite tilsig. Selv m samme varmemengde skal frbi dammen, blir det ttalt sett en reduksjn i graddøgnsummen på 5-15 (tabell 2). Det skyldes at det er høyest vannføring i periden med hevet temperatur på driftsvannet. Periden med hevet temperatur blir derfr krtest g bidrar minst i graddøgnsummen. 18

20 Tabell 2 mtrentlig endring i graddøgnsum [] ved utløpet av Alta kraftverk ved ny kjørestrategi (byttedag 15. mars). Det er sammenlignet simulert g bservert vanntemperatur i år med henhldsvis relativt varmt g kaldt driftsvann. Det er gså skilt mellm periden med henhldsvis øvre g nedre inntak. Øvre inntak Nedre inntak Sum endring desember - februar mars - mai desember - mai Varmt driftsvann Kaldt driftsvann Knklusjn Det er vist at en kan kjøre med øvre inntak på Alta kraftverk frem til første halvdel av mars uten øknmisk tap under frutsetning av at økningen i driftsvannføring på senvinteren gir akseptable isfrhld. Mindre prduksjn ved manglende tømming av magasinet ppveies av prduksjn på høyere vannstand. Dette gjelder fr en årrekke sett under ett, g det er variasjner fra år til år. Ved å bruke øvre inntak skulle frhldene ligge bedre til rette fr islegging nedenfr kraftverket frem til første halvdel av mars. Dette skyldes kaldere driftsvann g lavere vannføring. tter vergang til nedre inntak må en regne med at mesteparten av isen kan frsvinne. Det må undersøkes nærmere hvrdan den freslåtte økningen i driftsvannføringen vil virke på isfrhldene, g en må være frberedt på at økningen må kunne gjøres enda saktere enn vi har antatt (0.3 mj/s/døgn). Den frsiktig økningen i vannføringen kan gså fremskynde isløsningen slik at en raskere økning i vannføringen blir mulig på ettervinteren før vårflmmen tar til. 19

21 Denne serien utgis av Nrges vassdrags- g energidirektrat (NV) Utgitt i ppdragsrapprtserien i 2001 Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 Nr.4 Nr. 5 Nr. 6 Nr. 7 Nr. 8 Nr.9 iss M. Andreassen g Hans-hristian Udnæs: Snøfrdeling gjennm en smeltesesng (20 s.) Thmas Skaugen: Disaggregatin f precipitatin (25 s.) Hans-hristian Udnæs: Hydrlgiske simuleringer med meterlgiske prgnser (25 s.) Herve lleuille: Filefjell - Kyrkjestølane (073.Z) Grunnvannsundersøkelser. Årsrapprt 2000 (31 s.) Herve lleuille: Skurdevikåi tilsigsfelt (015.NDZ) Grunnvannsundersøkelser. Årsrapprt 2000 (32 s.) Randi Pytte Asvall: Vanntemperatur g isfrhld i Stjørdalselva. Virkninger av Meråkerutbyggingen (58 s.) ven Gilleb, Tr Simn Pedersen: Prgnse fr grunnvannstand, Brunesmen, Mdum kmmune, Buskerud (012.D6Z) (20 s.) Herve lleuille, ars-gil Haugen, Hans-hristian Udnæs, Knut Møen: Infiltrasjnsprsesser i frssen jrd på Gardermen. Analyse av markvann-, grunnvann-, tele- g snøbservasjner (72 s.) Øystein Aars: Vannutvekslingen i Skjmen, Nrdland (51 s.) Nr. 10 Randi Pytte Asvall g Ånund Sigurd Kvambekk: Ny strategi fr tapping av Altamagasinet m vinteren. ndring av vanntemperatur- g isregimet fra utløpet av kraftstasjnen til Savc ved utvidet bruk av øvre inntak. (19 s.)

22 !ff vassdrags- g energidirektrat elnrges NV Nrges vassdrags- g energidirektrat Middelthunsgate 29 Pstbks 5091 Majrstua 0301 sl Telefn: Telefaks: Internett: