Lämpimän jäähdytysveden leviämien Simon, Pyhäjoen ja Ruotsinpyhtään merialueilla, kaukopurkupaikat

Transkriptio

1 Lämpimän jäähdytysveden leviämien Simon, Pyhäjoen ja Ruotsinpyhtään merialueilla, kaukopurkupaikat Raportti Hannu Lauri, Jorma Koponen, YVA Oy Tekniikantie 21 B, 020 Espoo puh: fax: Sisällys 1. Tutkimuksen sisältö ja tavoitteet Laskentamalli ja lähtötiedot Simon kaukopurkuvaihtoehto Skenaariot Otto- ja purkupaikat mallihilassa Lämpötilan nousu kesäkuussa eri syvyyksillä Keskimääräinen lämpötilan nousu eri tuulilla Veden lämpötila ottopisteessä Veden lämpötilan muutos valituissa aikasarjapisteissä Jäätilanteet ja Pyhäjoen kaukopurkuvaihtoehto Skenaariot Otto- ja purkupaikat mallihilassa Lämpötilan nousu kesäkuussa eri syvyyksillä Keskimääräinen lämpötilan nousu eri tuulilla Veden lämpötila ottopisteessä Veden lämpötilan muutos valituissa aikasarjapisteissä Jäätilanteet ja Ruotsinpyhtään kaukopurkuvaihtoehto Skenaariot Otto- ja purkupaikat mallihilassa Lämpötilan nousu kesäkuussa eri syvyyksillä Keskimääräinen lämpötilan nousu eri tuulilla Veden lämpötila ottopisteessä Veden lämpötilan muutos valituissa aikasarjapisteissä Jäätilanteet ja Yhteenveto Lähdeluettelo...30

2 1. Tutkimuksen sisältö ja tavoitteet Tutkimuksessa arvioitiin ydinvoimalan lämpimän jäähdytysveden vaikutuksia veden lämpötiloihin Simon Karsikonniemen, Pyhäjoen Hanhikiven niemen ja Ruotsinpyhtään Gäddbergsön edustalla 3Dvirtausmallia käyttäen. Tarkastelun kohteena oli suunnitellun uuden voimalaitosyksikön jäähdytysvesien kaukopurun vaikutus veden lämpötilaan kunkin sijoituspaikan merialueella. Tarkastelu täydentää aikaisemmin alueille laadittuja lämpöpäästöjen leviämislaskelmia (Lauri & Koponen, 08a,08b,08c). 2. Laskentamalli ja lähtötiedot Käytetyt mallihilat, laskentamenetelmä ja parametrit on dokumentoitu aikaisemmissa malliraporteissa, Lauri & Koponen (08a, 08b, 08c). Myös olosuhdetiedot ja reunaehdot olivat samat kuin edellä mainituissa raporteissa tehdyt laskennoissa Kaukopurun laitosvaihtoehtona käytettiin kahta laitostehoa joiden jäähdytysvesivirtaamat olivat 61 m 3 /s, ja 8 m 3 /s ja lämpötilan nousu 12 ºC molemmissa tapauksissa. Keskeiset laitostiedot on esitetty taulukossa 1. Kaukopurku sijoitettiin mallissa laskennallisista syistä pintakerrokseen kaukopurkupaikan kohdalle. Todellisuudessa jäähdytysvesi purettaisiin pohjan läheisyyteen. Purun sijoittaminen mallinnuksessa pohjaan vastaisi kuitenkin huonommin todellista tilannetta käytetyn mallihilan resoluutiosta johtuen. Todellisessa tilanteessa on mahdollista, että osa purkuvedestä sekoittuu myös syvempiin vesikerroksiin, jolloin jäähtyminen voi olla hitaampaa. Tästä johtuen mallinnetut alueet ovat todennäköisesti jonkin verran todellista pienempiä. Taulukko 1: Voimalavaihtoehtojen jäädytysvesivirtaamat Laitosvaihtoehto 1 2 Sähköteho (MW) Jäähdytysveden virtaus (m 3 /s) Lämpötilan nousu (ºC)

3 3. Simon kaukopurkuvaihtoehto 3.1. Skenaariot Laskentaskenaariota oli kolme, nollaskenaario ilman voimalaitoksia, ja kaukopurku yhteen paikkaan kahdella laitosteholla. Skenaariot on esitetty taulukossa 2. Otto- ja purkupaikkojen sijainti on esitetty kartalla kuvassa 1. Taulukko 2: Lasketut skenaariot Vaihtoehto Aktiiviset Sähköteho Otto Purku yksiköt [MW] V V O1 K1 V O1 K1 Otto- ja purkujärjestelyt: O1 Otto 1 6 m syvyinen kanava, suunta idästä. K1 Kaukopurku Kaukopurku pohjaan m syvyydelle (mallissa pinnalle) km O1 P6 P24 Syvyystiedot: Merenkulkulaitos lupa /721/0 Ke12 K1 P9 Syvyys (m) Kuva 1: Jäähdytysveden otto- ja purkupaikka, sekä aikasarjapisteiden sijainti 3

4 Otto- ja purkupaikat mallihilassa Otto- ja purkuaukkojen leveytenä käytettiin laskennoissa mallin tarkimman hilan resoluutiota, joka on 80 m. Tästä johtuen otto- ja purkuaukkojen kohdalla virtaamien nopeudet eivät vastaa todellisuutta, vaan jakautuvat 80 m levyiseen hilakoppiin. Tätä yksityiskohtaisempi otto- ja purkuaukkojen kuvaus vaatisi mallihilan tarkentamista. Otto O1 konstruoitiin malliin siten, että rannassa olevalle ottokanavalle kaivettiin 6m syvä kanava alueelle, jossa syvyys oli yli 6m. Ottovesi otetaan mallihilassa -7 m kerroksesta. Kaukopurku sijoitettiin mallissa pintakerrokseen kaukopurkupaikan kohdalle. Purun sijoittaminen pohjaan vastaisi huonommin todellista tilannetta käytetyn mallihilan resoluutiosta johtuen. Todellisessa tilanteessa on mahdollista, että osa purkuvedestä sekoittuu myös syvempiin vesikerroksiin. Mallihilan syvyydet ja oton O1 ja kaukopurun K1 sijainti mallihilassa on esitetty kuvassa K1 O K1 O1 Kuva 2: Otto O1 ja kaukopurku K1 mallihilassa. Maa 0-m >m 3.3. Lämpötilan nousu kesäkuussa eri syvyyksillä Voimalayksikön poistovesien lämmittävää vaikutusta eri syvyyksillä arvioitiin kesäkuun ( ) keskilämpötilakentistä. Kesäkuussa tuulissa oli keskimääräistä enemmän itä-, kaakkois- ja länsituulia km km

5 Lämpötilan nousu kaukopurkuvaihtoehdolla on laskettu vähentämällä skenaariolaskennan tuloskentästä vertailulaskennan lämpötilakenttä. Vertailulaskennan lämpötilakenttä on esitetty kuvassa 3, ja lämpötilannousukentät kuvassa 4. Lämpötilan nousu on esitetty kahdelta syvyydeltä, pinnalta 0-1 m kerroksesta ja 2-3 m kerroksesta. Alueiden pinta-alat, joilla keskimääräinen lämpötilannousu ylittää annetun raja-arvon, on esitetty taulukossa 3. v0 pinta, kesäkuun keskiarvo v0 2-3m kerros, kesäkuun keskiarvo C C Kuva 3: Lämpötilat kesäkuussa, pinnalla ja 2-3 kerroksessa, nollavaihtoehto Taulukko 3: Pinta-alat joilla lämpötila nousu ylittää raja-arvon, kesäkuun keskiarvo, kaukopurkuvaihtoehdot V1 ja V2. Ala jolla lämpötilan nousu ylittää rajaarvon (km2) Skenaario Syvyystaso 1 C 3 C C 7 C 9 C V1 0-1m m m m m m m V2 0-1m m m m m m m

6 V1, 0-1m kerros V1, 2-3m kerros V2, 0-1m kerros V2, 2-3m kerros C C Kuva 4: Lämpötilan nousu nollavaihtoehtoon verrattuna 0-1m ja 2-3m kerroksissa, kesäkuun keskiarvo, Skenaariot V1 ja V2. Keskilämpötilan nousualue rajoittuu kaukopurun lähelle. Lämpötilan nousu syvemmissä kerroksissa on todennäköisesti todellista pienempi. Yli yhden asteen keskimääräisen lämpötilan nousun alue saavuttaa kaukopurkuskenaariolla noin km 2 koon. Rantapurkuskenaarioilla tämä alue oli pienemmällä voimalavaihtoehdolla km 2.ja suuremmalla km 2 Rantapurkuun verrattuna kaukopurussa vesi sekoittuu suurempaa vesimäärään purkupaikan lähialueella, ja pääsee leviämään kaikkiin ilmansuuntiin. Tyypillisesti myös virtausnopeus kauempana rannasta on suurempi kuin rannan lähellä, mikä tehostaa purkuveden laimenemista ohi virtaavaan veteen. Mallista poikkeavasti todellisuudessa kaukopurun vesi saattaa sekoittua myös paksumpaan vesikerrokseen, eikä siten pääse jäähtymään yhtä tehokkaasi ilmakehään kuin rannalta pintakerrokseen purettava vesi. 6

7 3.4. Keskimääräinen lämpötilan nousu eri tuulilla Tyypillistä lämpimän jäähdytysveden leviämistä kesällä eri tuuliolosuhteissa arvioitiin laskemalla lämpötilan nousut vuoden 03 heinäkuussa kahdella kymmenen päivän jaksolla, (pohjoistuuli) ja (etelätuuli), sekä lisäksi koko heinäkuun ajalta. Laskennat suoritettiin vastaavilla asetuksilla kuin aikaisemman raportissa Lauri & Koponen 08a. Keskimääräiset lämpötilannousut eri tuulitilanteissa on esitetty kuvassa 4, ja vastaavat lämmenneiden alueiden pinta-alat taulukoissa 4-6. Pohjoistuulilla tapahtuu kumpuamista, jolloin ottovesi on kylmää, mistä johtuen myös purkuvesi on etelätuulitilanteita viileämpää. Purun lämpövaikutus jää tällöin etelätuulitilanteita pienemmäksi. V1 pinta etelätuulet V1 pinta pohjoistuulet V2 pinta etelätuulet V2 pinta pohjoistuulet C C Kuva : Pintakerroksen keskimääräinen lämpeneminen eri tuulitilanteissa, skenaariot, V1 ja V2. Taulukko 4: Pinta-alat joilla lämpötila nousu ylittää raja-arvon, etelätuulet Ala jolla lämpötilan nousu ylittää raja-arvon (km2) Vaihtoehto syvyys 1ºC 2ºC 3ºC 4ºC ºC 7ºC ºC V1 pinta V2 pinta

8 Taulukko : Pinta-alat joilla lämpötila nousu ylittää raja-arvon, pohjoistuulet Ala jolla lämpötilan nousu ylittää raja-arvon (km2) Vaihtoehto syvyys 1ºC 2ºC 3ºC 4ºC ºC 7ºC ºC V1 pinta V2 pinta Taulukko 6: Pinta-alat joilla lämpötila nousu ylittää raja-arvon, koko heinäkuu Ala jolla lämpötilan nousu ylittää raja-arvon (km2) Vaihtoehto syvyys 1ºC 2ºC 3ºC 4ºC ºC 7ºC ºC V1 pinta V2 pinta Veden lämpötila ottopisteessä Kuvassa 6 ja taulukossa 7 on esitetty laskettu ottopisteen veden lämpötila skenaarioille V1 ja V2. vertailukohtana on käytetty skenaariota A1 (Lauri & Koponen 08a), missä otto on vastaavassa paikassa kuin skenaarioissa V1, ja purku Karsikonniemen länsirannalla. Laskentajakso on Ottopisteen sijainti näkyy kuvassa 1, ottolämpötila on -7m kerroksesta. 2 Otto1 V1 V2 A1 16/06 01/07 16/07 31/07 /08 30/08 Kuva 6: Ottopisteen lämpötila-aikasarjat skenaarioille V1 ja V2 vuoden 03 kesäjaksolta verrattuna vaihtoehtoon A1. Taulukko 7: Tilastolliset tunnusluvut ottopisteen veden lämpötiloista. Tapaus Piste k.a. ( C) std. ( C) min ( C) max ( C) A1 O V1 O V2 O Skenaarioiden erot ovat pieniä, mistä voi päätellä, että laskentatulosten perusteella takaisinkiertoa ei tapahdu merkittävässä määrin. Takaisinkiertoa on kuitenkin jonkin verran enemmän kaukopurkuskenaarioilla, ero ottolämpötiloissa A1-skenaarion eduksi on astetta Veden lämpötilan muutos valituissa aikasarjapisteissä Kuvassa 7 on esitetty lämpötilan aikasarjat eri laskentaskenaariolle kesän 03 ajalta. Laskentajakso on Tulostuspisteiksi on valittu kuvassa 1 näkyvät pisteet Ke12, P6, P9, ja P24. Aikasarjatiedoista laskettiin skenaarioiden V1 ja V2 ero nollavaihtoehtoon verrattuna. Laskettujen erotusaikasarjojen tilastolliset tunnusluvut löytyvät taulukosta 8. 8

9 2 Ke12/pinta V1 V2 V0 16/06 01/07 16/07 31/07 /08 30/08 2 Ke12/m V1 V2 V0 16/06 01/07 16/07 31/07 /08 30/08 2 P9/pinta V1 V2 V0 16/06 01/07 16/07 31/07 /08 30/08 2 P6/pinta V1 V2 V0 16/06 01/07 16/07 31/07 /08 30/08 2 P24/pinta V1 V2 V0 16/06 01/07 16/07 31/07 /08 30/08 Kuva 7. Lämpötilan muutos pintakerroksessa nollaskenaarioon verrattuna, pisteet Ke12 pinta ja m, P6 pinta,p9 pinta ja P24 pinta. 9

10 Taulukko 8: Lämpötilan nousu eri skenaariolla valituissa aikasarjapisteissä Lämpötilan nousu, C Skenaario piste avg std min max V1 Ke12/pinta V1 Ke12/m V1 P6/pinta V1 P9/pinta V1 P24/pinta V2 Ke12/pinta V2 Ke12/m V2 P6/pinta V2 P9/pinta V2 P24/pinta Tulosten perusteella yhden asteen ylittävä keskimääräinen lämpötilan nousu pintakerroksessa rajoittuu kaukopurkupaikan lähialueelle. Hetkelliset maksimit voivat kuitenkin olla kauemmissa pisteissä neljän viiden asteen luokkaa Jäätilanteet ja Talvijakson simuloinnit suoritettiin käyttämällä vuoden 02 ja 03 talven olosuhdetietoja. Simulointijakso oli Lähtötiedot ja laskenta-asetukset olivat vastaavat kuin aikaisemmin lasketuissa skenaariovaihtoehdoissa Lauri & Koponen (08a). Kuvassa 8 on esitetty hetkelliset jäätilanteet ja klo 12:00. Vertailukohdaksi kuvassa on esitetty myös skenaarioiden A1 ja A2 (Lauri & Koponen, 08a) jäätilanteet Näissä skenaarioissa ottopaikka on sama kuin skenaarioissa V1 ja V2, mutta purku on Karsikonniemen länsipuolelle. Kuvissa näkyy sulan alueen sijainti, ja alueet missä jää on ohentunut. Sulan ja ohentuneen jään alueiden koot on esitetty taulukossa 9. Talvitilanteissa kaukopurun aiheuttama avoimen alueen koko on rantapurkua pienempi (taulukko 9). Sen sijaan alue, jolta jää on ohennut jonkin verran, on suurempi kuin rantapurkuvaihtoehdoilla. Sula alue sijoittuu kaukopurulla jäähdytysveden purkupaikan kohdalle ja rantapurulla purkupaikan edustalle. Taulukko 9: Alueiden koot, joilla jään paksuus on ohentunut ja (*** = koko alue), ilman voimalan vaikutusta jäätä on cm ja cm Ala (km 2 ), jolla jään paksuus alle raja-arvon (cm) Skenaario päivä avoin cm cm cm 30cm 40cm 0cm V *** *** V *** *** V *** V *** A *** A ***

11 Jäätilanne V :00 Jäätilanne V :00 Jäätilanne V :00 Jäätilanne V :00 Jäätilanne A :00 Jäätilanne A : cm cm cm cm Kuva 8: Jään paksuus ja

12 4. Pyhäjoen kaukopurkuvaihtoehto 4.1. Skenaariot Laskentaskenaariota oli kolme kappaletta, nollaskenaario ilman voimalaitoksia, ja kaukopurku yhteen paikkaan kahdella laitosteholla. Skenaariot on esitetty taulukossa. Otto- ja purkupaikan sijainti on esitetty kartalla kuvassa 9. Taulukko : Lasketut skenaariot Vaihtoehto Aktiiviset Sähköteho Otto Purku yksiköt [MW] V V O3 K1 V O3 K1 Otto- ja purkujärjestelyt: O3 Otto 3 6 m syvyinen kanava, suunta idästä. K1 Kaukopurku Purku pohjaan m syvyydelle (! mallissa pinnalle) km K1 P6 P P9 O3 Syvyystiedot: Merenkulkulaitos lupa /721/0 Syvyys (m) Kuva 9: Jäähdytysveden otto- ja purkupaikka, sekä aikasarjapisteiden sijainti 12

13 4.2. Otto- ja purkupaikat mallihilassa Otto- ja purkuaukkojen leveytenä käytettiin laskennoissa mallin tarkimman hilan resoluutiota, joka on 80 m. Tästä johtuen otto- ja purkuaukkojen kohdalla virtaamien nopeudet eivät vastaa todellisuutta, vaan jakautuvat 80 m levyiseen hilakoppiin. Tätä yksityiskohtaisempi otto- ja purkuaukkojen kuvaus vaatisi mallihilan tarkentamista. Otto O1 konstruoitiin malliin siten, että rannassa olevalle ottokanavalle kaivettiin 6 m syvä kanava alueelle, jossa syvyys oli yli 6 m. Ottovesi otetaan mallihilassa -7 m kerroksesta. Kaukopurku sijoitettiin mallissa pintakerrokseen kaukopurkupaikan kohdalle. Purun sijoittaminen pohjaan vastaisi huonommin todellista tilannetta käytetyn mallihilan resoluutiosta johtuen. Todellisessa tilanteessa on mahdollista, että osa purkuvedestä sekoittuu myös syvempiin vesikerrokseen. Mallihilan syvyydet ja oton O3 ja kaukopurun K1 sijainti on esitetty kuvassa K km O Kuva : Otto O3 ja kaukopurku K1 mallihilassa. Maa 0-m >m 13

14 4.3. Lämpötilan nousu kesäkuussa eri syvyyksillä Voimalayksikön lämpimien jäähdytysvesien lämmittävää vaikutusta eri syvyyksillä arvioitiin kesäkuun ( ) keskilämpötilakentistä. Kesäkuussa tuulissa oli keskimääräistä enemmän itä-, kaakkois- ja länsituulia. Lämpötilan nousu kaukopurkuvaihtoehdolla on laskettu vähentämällä skenaariolaskennan tuloskentästä vertailulaskennan lämpötilakenttä. Vertailulaskennan lämpötilakenttä on esitetty kuvassa 11 ja lämpötilannousukentät kuvassa 12. Lämpötilan nousu on esitetty kahdelta syvyydeltä, pinnalta 0-1 m kerroksesta ja 2-3 m kerroksesta. Alueiden pinta-alat, joilla keskimääräinen lämpötilannousu ylittää annetun raja-arvon, on esitetty taulukossa 11. v0 pinta, kesäkuun keskiarvo v0 2-3m kerros, kesäkuun keskiarvo C C Kuva 11: Lämpötilat kesäkuussa, pinnalla ja 2-3 kerroksessa, nollavaihtoehto Taulukko 11: Pinta-alat joilla lämpötila nousu ylittää raja-arvon, kesäkuun keskiarvo, kaukopurkuvaihtoehdot V1 ja V2. Ala jolla lämpötilan nousu ylittää rajaarvon (km2) Skenaario Syvyystaso 1 C 3 C C 7 C 9 C V1 0-1m m m m m m m V2 0-1m m m m m m m

15 V1, 0-1m kerros V1, 2-3m kerros V2, 0-1m kerros V2, 2-3m kerros C C Kuva 12: Lämpötilan nousu nollavaihtoehtoon verrattuna 0-1m ja 2-3m kerroksissa, kesäkuun keskiarvo, Skenaariot V1 ja V2. Keskilämpötilan nousualue rajoittuu kaukopurun lähelle. Lämpötilan nousu syvemmissä kerroksissa on todennäköisesti todellista pienempi. Yli yhden asteen keskimääräisen lämpötilan nousun alue saavuttaa kaukopurkuskenaariolla noin 9 km 2 koon. Rantapurkuskenaarioilla tämä alue oli pienemmällä voimalavaihtoehdolla 8-11 km 2, ja suuremmalla -23 km 2. Rantapurkuun verrattuna kaukopurussa vesi sekoittuu suurempaa vesimäärään purkupaikan lähialueella, ja pääsee leviämään kaikkiin ilmansuuntiin. Tyypillisesti myös virtausnopeus kauempana rannasta on suurempi kuin rannan lähellä, mikä tehostaa purkuveden laimenemista ohi virtaavaan veteen. Mallista poikkeavasti todellisuudessa kaukopurun vesi saattaa sekoittua myös paksumpaan vesikerrokseen, eikä siten pääse jäähtymään yhtä tehokkaasi ilmakehään kuin rannalta pintakerrokseen purettava vesi.

16 4.4. Keskimääräinen lämpötilan nousu eri tuulilla Tyypillistä lämpöpäästön leviämistä eri tuuliolosuhteissa arvioitiin laskemalla lämpötilan nousut vuoden 03 heinäkuussa kahdella kymmenen päivän jaksolla, (pohjoistuuli) ja (etelätuuli), sekä lisäksi koko heinäkuun ajalta. Laskennat suoritettiin vastaavasti kuin aikaisemman raportissa Lauri & Koponen 08a. Keskimääräiset lämpötilannousut eri tuulitilanteissa on esitetty kuvassa 13, ja vastaavat lämmenneiden alueiden pinta-alat taulukoissa Pohjoistuulilla tapahtuu kumpuamista, jolloin ottovesi on kylmää, mistä johtuen myös purkuvesi on etelätuulitilanteita viileämpää. Purun lämpövaikutus jää tällöin etelätuulitilanteita pienemmäksi. V1 pinta etelätuulet V1 pinta pohjoistuulet V2 pinta etelätuulet V2 pinta pohjoistuulet C C Kuva 13: Pintakerroksen keskimääräinen lämpeneminen heinä- ja elokuussa 03, skenaariot V1 ja V2. Taulukko 12: Pinta-alat joilla lämpötila nousu ylittää raja-arvon, etelätuulet Ala jolla lämpötilan nousu ylittää raja-arvon (km2) Vaihtoehto syvyys 1ºC 2ºC 3ºC 4ºC ºC 7ºC ºC V1 pinta V2 pinta

17 Taulukko 13: Pinta-alat joilla lämpötila nousu ylittää raja-arvon, pohjoistuulet Ala jolla lämpötilan nousu ylittää raja-arvon (km2) Vaihtoehto syvyys 1ºC 2ºC 3ºC 4ºC ºC 7ºC ºC V1 pinta V2 pinta Taulukko 14: Pinta-alat joilla lämpötila nousu ylittää raja-arvon, koko heinäkuu Ala jolla lämpötilan nousu ylittää raja-arvon (km2) Vaihtoehto syvyys 1ºC 2ºC 3ºC 4ºC ºC 7ºC ºC V1 pinta V2 pinta Veden lämpötila ottopisteessä Kuvassa 14 ja taulukossa on esitetty laskettu ottopisteen veden lämpötila skenaariolle V1 ja V2. Vertailukohtana on käytetty skenaariota C1 (Lauri & Koponen 08b), missä otto on vastaavassa paikassa kuin skenaariossa V1, ja purku Hanhikiven luoteisrannalta pohjoiseen. Laskentajakso on Ottopisteen sijainti näkyy kuvassa 9, ottolämpötila on -7 m kerroksesta. 2 Otto3 V1 V2 C1 16/06 01/07 16/07 31/07 /08 30/08 Kuva 14: Ottopisteiden lämpötila-aikasarjat skenaariolle V1 ja V2 vuoden 03 kesäjaksolta verrattuna vaihtoehtoon C1. Taulukko : Tilastolliset tunnusluvut ottopisteen veden lämpötiloista. Tapaus Piste k.a. ( C) std. ( C) min ( C) max ( C) C1 O V1 O V2 O Skenaarioiden erot ovat pieniä, mistä voi päätellä, että laskentatulosten perusteella takaisinkiertoa ei tapahdu merkittävässä määrin. Kaukopurkuvaihtoehdoissa takaisinkiertoa tapahtuu jossakin määrin enemmän kuin rantapurkuvaihtoehdolla C1. Ero rantapurkuvaihtoehtoon on pienemmällä voimalateholla 0.06 astetta ja suuremmalla 0. astetta Veden lämpötilan muutos valituissa aikasarjapisteissä Kuvassa on esitetty lämpötilan aikasarjat eri laskentaskenaariolle kesän 03 ajalta. Laskentajakso on Tulostuspisteiksi on valittu kuvassa 9 näkyvät pisteet P,P6 ja P9. Aikasarjatiedoista laskettiin skenaarioiden V1 ja V2 ero nollavaihtoehtoon verrattuna. Laskettujen erotusaikasarjojen tilastolliset tunnusluvut löytyvät taulukosta

18 2 P/pinta V1 V2 V0 16/06 01/07 16/07 31/07 /08 30/08 2 P6/pinta V1 V2 V0 16/06 01/07 16/07 31/07 /08 30/08 2 P9/pinta V1 V2 V0 16/06 01/07 16/07 31/07 /08 30/08 Kuva. Lämpötilan muutos pintakerroksessa nollaskenaarioon verrattuna,, pisteet P,P6 ja P9. Taulukko 16: Lämpötilan nousu eri skenaariolla valituissa aikasarjapisteissä Lämpötilan nousu, C Skenaario piste avg std min max V1 P/pinta V1 P6/pinta V1 P9/pinta V2 P/pinta V2 P6/pinta V2 P9/pinta Tulosten perusteella yhden asteen ylittävä keskimääräinen lämpötilan nousu pintakerroksessa rajoittuu kaukopurkupaikan lähialueelle. Hetkelliset maksimit voivat kuitenkin olla myös kauemmissa pisteissä neljän asteen luokkaa.. 18

19 4.7. Jäätilanteet ja Talvijakson simuloinnit suoritettiin käyttämällä vuoden 02 ja 03 talven olosuhdetietoja. Simulointijakso oli Lähtötiedot ja laskenta-asetukset olivat vastaavat kuin aikaisemmin lasketuissa skenaariovaihtoehdoissa Lauri & Koponen (08b). Kuvassa 16 on esitetty hetkelliset jäätilanteet ja klo 12:00. Vertailukohdaksi kuvassa on esitetty myös skenaarioiden C1 ja C2 (Lauri & Koponen, 08a) jäätilanteet Näissä skenaarioissa ottopaikka on sama kuin skenaarioissa V1 ja V2, mutta purku on Hanhikiven luoteispäästä pohjoiseen. Kuvassa näkyy sulan alueen sijainti, ja alueet missä jää on ohentunut. Sulan ja ohentuneen jään alueiden koot on esitetty taulukossa 17. Talvitilanteissa kaukopurun aiheuttama avoimen alueen koko on rantapurkua pienempi (taulukko 17). Sen sijaan alue, jolta jää on ohennut jonkin verran, on suurempi kuin rantapurkuvaihtoehdoilla. Sula alue sijoittuu kaukopurulla jäähdytysveden purkupaikan kohdalle ja rantapurulla purkupaikan edustalle. Taulukko 17: Alueiden koot, joilla jään paksuus on ohentunut ja (*** = koko alue), ilman voimalan vaikutusta jäätä on cm ja cm Ala (km 2 ), jolla jään paksuus alle raja-arvon (cm) Skenaario päivä avoin cm cm cm 30cm 40cm 0cm V *** *** V *** *** V *** V *** C *** C *** 19

20 Jäätilanne V :00 Jäätilanne V :00 Jäätilanne V :00 Jäätilanne V :00 Jäätilanne C :00 Jäätilanne C : cm cm cm cm Kuva 16: Jään paksuus ja

21 . Ruotsinpyhtään kaukopurkuvaihtoehto.1. Skenaariot Laskentaskenaariota oli kolme kappaletta, nollaskenaario ilman voimalaitoksia, ja kaukopurku yhteen paikkaan kahdella laitosteholla. Skenaariot on esitetty taulukossa 18. Otto- ja purkupaikan sijainti on esitetty kartalla kuvassa 17. Taulukko 18: Lasketut skenaariot Vaihtoehto Aktiiviset Sähköteho Otto Purku yksiköt [MW] V V O2 K1 V O2 K1 Otto- ja purkujärjestelyt: O2 Otto 1 otto 9-11 metrin syvyydeltä, m syvyinen kanava idästä. K1 Kaukopurku Purku pohjaan m syvyydelle (!mallissa pinnalle) km O2 P27 Syvyystiedot: Merenkulkulaitos lupa /721/0 P34 P37 P36 K1 Syvyys (m) Kuva 17: Jäähdytysveden otto- ja purkupaikka sekä aikasarjapisteiden sijainti 21

22 22.2. Otto- ja purkupaikat mallihilassa Otto- ja purkuaukkojen leveytenä käytettiin laskennoissa mallin tarkimman hilan resoluutiota, joka on 80 m. Tästä johtuen otto- ja purkuaukkojen kohdalla virtaamien nopeudet eivät vastaa todellisuutta, vaan jakautuvat 80 m levyiseen hilakoppiin. Tätä yksityiskohtaisempi otto- ja purkuaukkojen kuvaus vaatisi mallihilan tarkentamista. Mallihilan syvyydet ja oton O2 ja kaukopurun K1 sijainti on esitetty kuvassa 2. Otto O1 konstruoitiin malliin siten, että rannassa olevalle ottokanavalle kaivettiin m syvä kanava alueelle, jossa syvyys oli yli m. Ottovesi otetaan mallihilassa on 9-11 m kerroksesta. Kaukopurku sijoitettiin mallissa pintakerrokseen kaukopurkupaikan kohdalle. Purun sijoittaminen pohjaan vastaisi huonommin todellista tilannetta käytetyn mallihilan resoluutiosta johtuen. Todellisessa tilanteessa on mahdollista, että osa purkuvedestä sekoittuu myös syvempiin vesikerrokseen. Mallihilan syvyydet ja oton O1 ja kaukopurun K1 sijainti mallihilassa on esitetty kuvassa K1 O K1 O2 Kuva 18: Otto O2 ja kaukopurku K1 mallihilassa. Maa 0-m >m.3. Lämpötilan nousu kesäkuussa eri syvyyksillä Voimalayksikön purkuvesien lämmittävää vaikutusta eri syvyyksillä arvioitiin kesäkuun ( ) keskilämpötilakentistä. Kesäkuussa tuulissa oli keskimääräistä enemmän itä-, kaakkois- ja länsituulia km km

Näytä lisää