OULUN SUISTO SUURTULVALLA HQ 1/250, 2D-MALLINNUS

Transkriptio

1 OULUN SUISTO SUURTULVALLA HQ 1/250, 2D-MALLINNUS Marko Talvensaari

2 1. Yleistä Merikosken voimalaitoksen vahingonvaaraselvityksen päivittämisen yhteydessä Oulun kaupunki halusi myös tutkia vedenkorkeuksia Oulujokisuistossa suurtulvalla. Tulvan suuruudeksi valittiin kerran 250 vuodessa toistuva suurin virtaama HQ 250. Virtausmallina käytettiin Perämerenkaaren yhteistyöprojekti DALO:ssa rakennettua mallia. Malli perustuu samassa yhteydessä luodattuun suiston pohjan topografiaan. 2. Käytetty ohjelmisto Mallinnukseen käytettiin SMS-virtaamamallinnusohjelmistoa. Malli on 2-dimensioinen, tällöin vesielementtiin ei lasketa korkeussuuntaista komponenttia. Malli ilmoittaa kartalla olevan pisteen/elementin virtaussuunnan ja voimakkuuden x,y-tasossa. Malli on rakennettu koko suiston alueelle, jonka pohja on kaikuluodattu. Luotauksien perusteella mitatuista pisteistä on tehty 3-dimensioinen maastomalli. Mallissa on mukana n elementtiä ja n solmupistettä. Mallin rantaviiva on keskivesitilanteen mukainen. Malliin ei ole otettu mukaan Mustasalmea eikä Johteensalmea, koska niiden merkitys virtausteknisesti on pieni. Malli on kalibroitu kesällä 1999 suoritettuihin virtaama- ja vesipintamittauksiin, havainnoissa ei ollut mukana tulvatilanteita. 3. Tulokset 3.1. Ylivesitilanne Ylin vesipinta suistossa syntyy silloin kun meri on korkeimmillaan sekä Oulujoen virtaama mahdollisimman suuri. Meren vesipinnaksi saatiin HW 250 = NN, joka vastaa harvinaisuudeltaan kerran 200 vuodessa tapahtuvaa. Vastaavasti kerran 250 vuodessa tapahtuva tulvavirtaama oli 930 m 3 /s, joka jakaantui seuraavasti: - Merikoski m 3 /s - Tuiranväylä 127 m 3 /s - Ämmänväylä 254 m 3 /s - Pokkisenväylä 99 m 3 /s Tulokset mallinnuksesta on esitetty liitteillä 1 ja Keskivesitilanne Keskivesitilanteessa käytettiin samaa virtaamatilannetta kuin ensimmäisessä mallinnuksessa, mutta meren korkeudeksi valittiin keskivesi, joka on NN. Malli ei pystynyt kuitenkaan laskemaan näin alhaista merivesipintaa, virtaustilanne Toppilan salmessa muuttuu lähelle kiitovirtausta, jota malli ei pysty ratkaisemaan. Tulokset on laskettu meriveden korkeudella NN, joka kuvaa varsin hyvin keskimääräistä tilannetta. Tulokset mallinnuksesta on esitetty liitteillä 3 ja 4.

3 3.3. Patomurtuma Erillisenä tarkasteluna mallinnettiin myös patomurtuma-aallon jakautuminen suistoon. Meriveden korkeudeksi saatiin + NN. Patomurtuman virtaama oli 1484 m 3 /s, joka jakaantui seuraavasti: - Merikoski m 3 /s - Tuiranväylä 268 m 3 /s - Ämmänväylä 536 m 3 /s - Pokkisenväylä 230 m 3 /s Tulokset mallinnuksesta on esitetty liitteillä 5 ja Yhteenveto Laskelmat osoittavat, että Oulun suiston suurimmat tulvavesienkorkeudet määräytyvät suoraan kulloinkin vallitsevan meriveden korkeudesta, ainakin jos tulvan harvinaisuus on kerran 250 vuodessa tapahtuva Oulujoen tulva. Kun merivesi on korkealla, suistossa ei juurikaan tapahdu padotusta, koska vettä on tällöin joka puolella ja suisto toimii tällöin astiana. Myös patomurtumatilanteessa tilava suisto vetää hyvin.

4 Virtausnopeus m/s : Oulujoen virtaama 930 m³/s Oulujoen Meriveden virtaama korkeus m3/s NN Meriveden Keskimääräiset korkeus virtausnopeudet NNm/s Keskimääräiset v irrannopeudet m/s Mata Liite 1

5 Vesipinta NN : Oulujoen virtaama 930 m³/s Oulujoen Meriveden virtaama korkeus m3/s NN Meriveden korkeus Vesipinta NN NN Vesipinta NN Mata Liite 2

6 Virtausnopeus m/s : Oulujoen virtaama 930 m³/s Oulujoen Meriveden virtaama korkeus 930 m3/s NN Meriveden Keskimääräiset korkeus virtausnopeudet NNm/s Keskimääräiset virrannopeudet m/s Mata Liite 3

7 Vesipinta NN : Oulujoen virtaama 930 m³/s Oulujoen Meriveden virtaama korkeus 930 m3/s NN Meriveden korkeus Vesipinta NN NN Vesipinta NN Mata Liite 4

8 Virtausnopeus m/s : Patomurtuman virtaama m³/s Patomurtuman virtaama 1484 m3/s. Meriveden korkeus + NN Meriveden korkeus Keskimääräiset NN virtausnopeudet m/s Keskimääräiset virtausnopeudet m/s Mata Liite 5

9 Vesipinta NN : Patomurtuman virtaama m³/s Patomurtuman virtaama 1484 m3/s. Meriveden korkeus + NN Meriveden korkeus NN Vesipinta NN Vesipinta NN Mata Liite 6