varianta 1a Ing. Petr Bouška, Ph.D. Prof. Ing. Pavel Gabriel, DrSc. Ing. Josef Libý, CSc. Ing. Vladimír r Vicherek Dr. Ing.

Transkript

1 ZLEPŠEN ENÍ PLAVEBNÍCH PODMÍNEK NA LABI V ÚSEKU ÚSTÍ NAD LABEM - STÁTN TNÍ HRANICE ČR/SRN - PLAVEBNÍ STUPEŇ DĚČÍN VÝZKUM PLAVEBNÍHO STUPNĚ DĚČÍN varianta 1a Ing. Petr Bouška, Ph.D. Prof. Ing. Pavel Gabriel, DrSc. Ing. Josef Libý, CSc. Ing. Vladimír r Vicherek Dr. Ing. Pavel Fošumpaur

2 OSNOVA popis předchp edcházejícího řešení a nového návrhu n var. 1a využiteln itelné výsledky z předchp edcházejících výzkumů program další šího výzkumu přestavba hydraulického ho modelu výzkum výchozího návrhu n PS na hydraulickém m modelu přípravný pravný výzkum na 3D matematickém m modelu závěr

3 POROVNÁNÍ VARIANT celkový pohled na PS DěčD ěčín VIZUALIZACE původní varianta varianta 1a

4 POROVNÁNÍ VARIANT popis hlavních rozdílů uspořádání funkčních objektů PS se nemění plavební komora totožná (zůst stává na původnp vodním m místm stě,, stejné parametry, shodný systém m plnění a prázdn zdnění,, stejné řešení ohlaví) jez - osa jezu zůstz stává kolmá na PK, posunutí o 100 m proti proudu, příčný řez se nemění,, jezová pole se měním z 3 x 43.0 m na 3 x 40.0 m, pilíře e se měním z 2 x 5.0 m na 2 x 4.0 m, celková šířka jezu ze 139 m na 128 m vodní elektrárna rna šířka objektu se měním z 33.7 m na 24.5 m, šířka dělícího pilíře e mezi VE a jezem z 8.5 m na 1.5 m rybí přechod šířka se měním z 6.0 m na 30.0 m úprava levého břehu b v horní zdrži i podle požadavk adavků ekologů úprava levého břehu b v dolní zdrži i související s nově navrhovanou regulační úpravou úseku toku pod plavebním m stupněm

5 POROVNÁNÍ VARIANT popis (vodní elektrárna) rna) parametry MVE návrhová hltnost turbín Q t průměr oběžného kola návrhová horní hladina návrhová dolní hladina při Q t dolní hladina při Q345d celkový instalovaný výkon nový návrh 2 x 125 = 250 m 3.s mm 124,50 m n.m. 120,40 m n.m. (spád 4.10 m) m n.m. (spád 5.06 m) 7,90 MW původní návrh 310 m 3.s mm ,0 MW výroba el. energie v průměrně vodném roce 46,90 GWh/rok 60,0 GWh/rok

6 POROVNÁNÍ VARIANT popis (rybí přechod)

7 POROVNÁNÍ VARIANT popis (rybí přechod)

8 VYUŽITELN ITELNÉ VÝSLEDKY Z PŘEDCHP EDCHÁZEJÍCÍCH VÝZKUMŮ VÝZKUM CELKOVÉHO DISPOZIČNÍHO ŘEŠENÍ PLAVEBNÍHO STUPNĚ výzkum realizován n v letech na modelu s pevným dnem stejná dispozice funkčních objektů = lze převzp evzít t výsledky nutné ověř ěřit navrhované úpravy levé příbřežní zóny v horní zdrži vodního díla, d navázání vstupu a výstupu širokého rybího přechodu p na přilehlp ilehlé břehy a úpravu levého břehu b v dolní zdrži

9 VYUŽITELN ITELNÉ VÝSLEDKY Z PŘEDCHP EDCHÁZEJÍCÍCH VÝZKUMŮ NÁVRH UMÍST STĚNÍ A KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ PK výzkum realizován n v letech plavební komora stejných parametrů jako u původnp vodního návrhun shodně je řešeno eno její horní,, středn ední a dolní ohlaví a systém m jejího plnění a prázdn zdnění je žádoucí realizovat výzkum optimáln lního řešení horního ohlaví a optimalizace systému plnění a prázdn zdnění plavební komory (včetn etně všech další ších funkcí,, které musí plavební komora plnit) na zvláš áštních hydraulických modelech vybudovaných ve většív ších měřm ěřítcíchch

10 VYUŽITELN ITELNÉ VÝSLEDKY Z PŘEDCHP EDCHÁZEJÍCÍCH VÝZKUMŮ NÁVRH REJD PLAVEBNÍ KOMORY A JEJICH DĚLÍCÍCH D CH ZDÍ výzkum realizován n v letech výsledky lze plně převzít t (až na ověř ěření nově navržen ené úpravy břehu b a koryta za výstupem z dolní rejdy) navržen ené rozměry ry a tvarová úprava rejd, délky d dělících d ch zdí,, jejich konstrukční řešení včetně detailního řešení jejich průto točných částí a jejich opevnění byly ověř ěřeny nautickými experimenty s loděmi a lodními soupravami všech v používaných typů

11 Nautické experimenty max. plav. průtok Q = 1140 m 3.s -1 Plavba tlačného soulodí po proudu Plavba MNL soulodí proti proudu

12 VYUŽITELN ITELNÉ VÝSLEDKY Z PŘEDCHP EDCHÁZEJÍCÍCH VÝZKUMŮ VÝZKUM OPTIMALIZACE POSTUPU VÝSTAVBY VODNÍHO DÍLAD výzkum realizován n v letech podrobný výzkum pěti p variant etapové výstavby vodního dílad zajištění ochrany staveniště,, stability stavebních jímek j a již vybudovaných částí vodního dílad zabezpečen ení průběž ěžného plavebního provozu výsledky lze považovat ovat pro řešení varianty 1a na úrovni dokumentace pro územní řízení za plně využiteln itelné pro další stupeň projekční přípravy pravy však v bude nutné - vzhledem ke změněným ným parametrům m funkčních objektů - znovu stanovit potřebn ebné výšky koruny jímek j ve všech v stavebních etapách.

13 Postupy výstavby

14 Postupy výstavby 3 etapová varianta výmoly a nánosy n nosy po průchodu Q kat

15 4.ETAPA VARIANT B,C - URČENÍ VÝŠKY KORUNY JÍMKY 132,0 131,0 130,0 129,0 Nadmořská výška v m n.m. (Bpv) 128,0 127,0 126,0 125,0 124,0 123,0 122,0 121,0 120,0 PK zavřena PK otevřena 119, Průtok Q v m3/s Výška horní hrany pilířů již vybudovaných jezových polí: 125,50 m n.m. Výška horní hrany zdí plavební komory: 126,00 m n.m. Navrhovaný stupeň ochrany jímky: na průtok 2-leté povodně Q 2 = 1470 m 3.s -1 Při koruně jímky ve výšce horní hrany pilířů, tj. na kótě 125,50 m n.m., bude zajištěna ochrana stavební jámy proti zatopení: -při uzavřených vratech plavební komory do průtoku Q = 1880 m 3.s -1 > Q 2 = 1470 m 3.s -1 -při otevřených vratech plavební komory do průtoku Q = 1910 m 3.s -1 > Q 2 = 1470 m 3.s -1

16 Postupy výstavby nautické experimenty

17 PROGRAM DALŠÍ ŠÍHO VÝZKUMU převádění povodňových ových průtok toků plavebním m stupněm optimalizace vtokové části a dělícíd zdi mezi jezem a vodní elektrárnou rnou optimalizace výtokové části vodní elektrárny rny optimalizace vstupní a výstupní části širokého rybího přechodu p vybraný soubor nautických experimentů výzkum účinného transportu ledů plavebním m stupněm

18 PŘESTAVBA HYDRAULICKÉHO HO MODELU termín n přestavby: p květen a červen 2008 podklad: projektová dokumentace firmy Hydroprojekt CZ, a.s. (zpracovaná pro ŘVC ČR R v dubnu 2008) výstupy: přestavp estavěný model + zpráva o přestavbp estavbě (VÚV V T.G.M., v.v.i. pro ŘVC ČR červenec 2008) stručný popis stávaj vajícího hydraulického ho modelu PS DěčD ěčín návrh nového řešení plavebního stupně dokumentace přestavby p hydraulického ho modelu pro následnn sledné výzkumné ověř ěření tohoto nového řešení.

19 Model před p přestavboup

20 Demontáž a odstranění stávaj vajících ch modelů jezu a VE

21 Bourání pravého břehu b v horní zdrži

22 Nová linie paty levého břehu b dolní zdrž

23 Rovnání pohyblivého ho dna modelu horní zdrž

24 Přestavěný model

25 Přestavěný model

26 POROVNÁNÍ VARIANT celkový pohled na PS DěčD ěčín HYDRAULICKÝ MODEL původní varianta varianta 1a

27 POROVNÁNÍ VARIANT detail MVE, jezu a rybího přechodup HYDRAULICKÝ MODEL původní varianta varianta 1a

28 PROBÍHAJ HAJÍCÍ VÝZKUM PS DĚČD ĚČÍN optimalizace vtokové části a dělícíd zdi mezi jezem a VE optimalizace výtokové části vodní elektrárny rny využit ití poznatků z předchp edcházejícího výzkumu přípravný pravný výzkum variantních úprav na 3D matem. modelu ověř ěření výsledného návrhu n úpravy výtokové části VE na hydr.. m. návrh a ověř ěření opevnění dna na hydraulickém m modelu optimalizace vstupní a výstupní části širokého rybího přechodup optimáln lní situační uspořádání vstupní a výstupní části RP (tj. navázání na dolní a horní zdrž tak, aby byly zajištěny podmínky pro migraci ryb i jiných živočichů plavebním m stupněm) opět t využit ití 3D matematického modelu konstrukční úprava (zejména výstup do horní zdrže) nutné větší měřítko modelu

29 SOUČASNÝ VÝZKUM PS DĚČD ĚČÍN výzkum výchozího návrhun série pokusů na hydraulickém m modelu (kalibrace regulačních stavítek tek VE + zaměř ěření hladiny + proudové poměry) zaměř ěření hladiny celkem 13 profilů (11 měrný m válec v + 2 hrotová měřítka) proudové poměry (HZ, HZ detail MVE, DZ): Q = m 3.s - 1 (JEZ = 0 LT; PT) Q = m 3.s - 1 (VE = m 3.s - 1, JEZ = 0) Q = 690 m 3.s - 1 (VE = m 3.s - 1 JEZ = m 3.s - 1 J1+J2+J3; J1+J2, J3=0; J1+J3, J2=0; J2+J3, J1=0) Q = 1140 m 3.s - 1 (VE = 0, spád d cca 1 m) J1+J2+J3; J1+J2, J3=0; J1+J3, J2=0; J2+J3, J1=0

30 SOUČASNÝ VÝZKUM PS DĚČD ĚČÍN výzkum výchozího návrhun kalibrace regulačních stavítek tek vodní elektrárny rny tři i pokusy: průtok Q = 125 m 3.s - 1 levou turbínou, pravá turbína uzavřena průtok Q = 125 m 3.s - 1 pravou turbínou, levá turbína uzavřena průtok Q = 250 m 3.s - 1 oběma turbínami jez zcela zahrazen

31 Proudové poměry v horní zdrži i PS DěčD ěčín (jez zcela zahrazen): Průtok VE Q = 250 m 3.s -1 Průtok LT VE Q = 125 m 3.s -1 Průtok PT VE Q = 125 m 3.s -1

32 Proudové poměry v dolní zdrži i PS DěčD ěčín (jez zcela zahrazen): Průtok VE Q = 250 m 3.s -1 Průtok LT VE Q = 125 m 3.s -1 Průtok PT VE Q = 125 m 3.s -1

33 SOUČASNÝ VÝZKUM PS DĚČD ĚČÍN výzkum výchozího návrhun souběž ěžně s hydraulickým výzkumem probíhá přípravný pravný výzkum na 3D matematickém m modelu (Dr. Ing. Pavel Fošumpaur) vytvořen ení 3D matematického modelu podle dokumentace PS DěčD ěčín n v úpravě dle Var 1a, zpracované firmou HDP pro ŘVC v dubnu 2008 výzkum výchozího návrhu n PS DěčD ěčín n pro vybranou řadu průtok toků elektrárnou rnou a jezem, cíl l výzkumu: dokumentace (popř. úpravy) vtokové části VE, dokumentace (popř. úpravy) vstupní a výstupní části širokého rybího přechodup

34 Matematický model rozsah 3D modelu 98,21 98,88

35 Matematický model metodika řešení K-ε turbulentní model 3D schématizace metoda konečných ných prvků postup od dispozice k objektovému rozlišen ení

36 Matematický model výstupy Q VE = 250 m 3.s -1

37 Matematický model výstupy Q VE = 250 m 3.s -1

38 Matematický model výstupy Q VE = 250 m 3.s -1

39 Matematický model výstupy průtok pravou turbínou Q PT = 125 m 3.s.s -1

40 Matematický model výstupy průtok levou turbínou Q LT = 125 m 3.s.s -1

41 Matematický model výstupy průtok Q = 690 m 3.s VE a 2 jezovými poli Q JEZ = 440 m 3.s -1 Q VE = 250 m 3.s -1

42 VÝZKUM PS DĚČD ĚČÍN ZÁVĚRY z vyhodnocených výsledků se jeví navrhovaná úprava vtokové části vodní elektrárny rny s jejím m navázáním m na jez jako vyhovující na matematickém m modelu budou prověř ěřeny další varianty úprav vtokové a výtokové části výsledná optimáln lní varianta bude ověř ěřena na hydraulickém m modelu budou navržena a otestována opatřen ení zamezující tvorbě výmolů v okolí funkčních objektů (zejména při p i převp evádění povodňových ových průtok toků PS) bude optimalizován n vstup a výstup z rybího přechodu p (mat. a hydr.) budou provedeny nautické experimenty DĚKUJI ZA POZORNOST!!!