Alasvaellustyöpaja 5.12.2018 Voimalaitospadon yläpuolisen osan vaelluskalojen ohjausrakenteiden suunnittelu Teknistaloudellinen vertailu DI Henri Pitzén Sweco Rakennetekniikka Oy henri.pitzen@sweco.fi p. 040-6825522 1
Vaelluskalat 2
Alasvaelluksen ongelmat Turbiinikuolleisuus Vaelluksen hidastuminen Predaatio Stressi 3
Ohjausrakenteet 1. Rakenteelliset ohjausmenetelmät 4
2. Käyttäytymiseen perustuvat ohjausmenetelmät Valo Ääni Virtausmuutokset Kuplat Sähkö 5
Kohde: Valajaskosken voimalaitos Keskivirtaama 571 m^3/s Putouskorkeus n. 12 m 6
Ohjausrakenteiden suunnittelu Lähtötietojen kartoitus Mitä kalalajeja ohjataan? Vaadittava ohjausteho Voimalaitoksen alasvaellusreitit: kalatie, juoksutusluukut, uittokourut Kohteen tiedot: uoman syvyys, virtaukset, turbiinien sijainnit yms. Sesonki käyttö vai ympärivuotinen käyttö? 7
Asetetut vaatimukset työssäni 8
Lähtötiedot Virtaus- ja lämpötilatiedot Uoman pohjan luotaus Karttoja, kuvia ja muita tietoja kohteesta 9
Smolttien todennäköinen alasvaellusreitti Seuraavat päävirtaa uoman syvänneuran kohdalla Uivat vedenpintakerroksissa noin 1-3 metrin syvyydessä 10
Smolttien todennäköinen alasvaellusreitti 11
Ohjausvaihtoehdot A. Kelluva ohjausaita Ohjaa hyvin veden pintakerroksissa vaeltavia smoltteja Voidaan toteuttaa kiinteistä aitaelementeistä tai verkosta Saavutetut ohjaustehokkuudet 80-85 % Toteutuksesta riippuen voidaan käyttää kausittain tai ympärivuotisesti 12
Kelluva ohjausaita 13
Asemointi Tulee asemoida alle 45 asteen kulmaan suhteessa päävirran suuntaan, mutta toimii paremmin pienemmillä kulmilla (n. 15 astetta) Ohjaus kalatiehen Tuleva kalatie on suhteellisen kaukana turbiineista Kuolleisuus kalateissä ja vaelluksen hidastuminen Ohjauskulma lähes 45 astetta Ohjaus uittokouruun Mahdollisti kaksi alasvaellusreittiä: uittokouru ja kalatie Turbiinit ovat lähellä Ohjauskulma kaventuu noin 8 astetta 14
Asemointi 15
Ohjaus kalatiehen 16
Ohjaus uittokouruun 17
B. Säleikkösuuntaaja Ohjaus perustuu säleikkösuuntaajan synnyttämiin virtausmuutoksiin, joita kalat pyrkivät välttämään Kalat ohjataan virtausmuutosten avulla kohti valittua alasvaellusreittiä Koostuu sälesarjasta ja kehikosta/kiskorakenteesta, joihon säleet kiinnitetään Voidaan saavuttaa jopa 90 % ohjaustehokkuuksia Ensisijaisesti sesonkikäyttöön 18
Säleikkösuuntaaja 19
Asemointi Tulee asemoida alle 45 asteen kulmaan suhteessa päävirran suuntaan Noin 15 asteen kulmat ovat tutkimuksien perusteella yleisempiä ohjauksessa Ohjaus kalatiehen Tuleva kalatie on suhteellisen kaukana turbiineista Kuolleisuus kalateissä ja vaelluksen hidastuminen Ohjauskulma lähes 45 astetta Ohjaus uittokouruun Turbiinit ovat lähellä Ohjauskulma kaventuu noin 8 astetta 20
Asemointi 21
C. Ohjauspylväät Ohjausrakenteen yläosa ohjaa pintavirtauksia Alaosa peitetään verkkorakenteella, joka estää poikasten pääsyn turbiineihin kokonaan Ohjauskokonaisuus ripustetaan betonisten pylväiden varaan 22
Ohjauspylväät 23
Asemointi 24
Asemointi 25
Vertailua Rakenne Saavutettava FGE % Hintaluokka Kelluva ohjausaita 80-85 200 000 1 300 000 Säleikkösuuntaaja 50-90 400 000 1 100 000 Kiinteä ohjaus Teoreettisesti 100 % 14 000 000 20 000 000 Huom. rakenteiden käyttökustannukset ja voimalaitoksen tuotantotappiot eivät sisälly kustannuksiin 26
DI Henri Pitzén Sweco Rakennetekniikka Oy henri.pitzen@sweco.fi p. 040-6825522