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Communication du LCH No 23 - Infoscience

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1. erosion Bod Head Figure 17 Turbidity currents according to De Cesare 1998 1 1 Description of the hydraulic scheme The Livigno Reservoir created by the Punt dal Gall dam is mainly located on Italian territory with the dam half in Italy and half in the Canton Grisons in Switzerland The capacity of the reservoir is 164 6 million m with the maximum operational level at 1 804 7 m asl The mini mum operational level is at 1 700 0 m asl Currently the water level is never lower than 1 740 m asl The catchment area is 295 km Figure 18 illustrates an overview of the reservoir 142 Sedimentation management in the Livigno Reservoir Technical measures to reduce the effects of sedimentation due turbidity currents FuUISUCUrG ort a toes pS wien Fr fl PASS Sch ges Pr ER we A Sait D A 4 Er AK NIE x wir HH Ne nn Wes gt Te Aa a U ie Was Mas Sep Terz SR TR SD fe gt ATI A ea 4 hs aea Ya Au ana LIN A Cle Sr CN Len BSN 2 gt ps ED RE NE EU D PS tee 9 h gt gt NY 4 N NE Je D fT From en EEE a wre alee LET TR Figure 18 Location on the Swiss
2. 2 27 1 4 50 2 01 1 3 reinforcement i 60 E 18 gn 1 2 70 E16 E x g 7 I c D 14 E iot F 1 gt A Con A L o I J 2 unit length 90 8 124 0 9 Reint E ao 1 2 1 100 g 10 2 08 4 ya F u on J height os concrete 0 6 4 0 6 120 0 4 CaP has ee Pooh YA et dede oe ot Da dl 0 5 SS St O 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 Discharge m s Discharge m s Figure 6 Design charts for an open canal S 0 1 required width height concrete and reinforcement 2 6 Forebay The construction of a forebay downstream of the headrace canal at the entrance of the penstock guarantees not only that no air is entrained into the penstock but also allows maintaining a rela tively constant head of water into the system during transient conditions The design of a forebay provides a transition zone between the end of the headrace canal and a simple basin Fig 7 Its size may vary depending on the required volume storage It is evident that a forebay should have a minimum cost but its dimension should be large enough to fulfill its purpose Standardization of civil engineering works of small hydropower plants and development of an optimization tool Figure 7 a Schema of a forebay for small hydro b A forebay in construction stage A surge tank instead of a forebay is more like
3. Diese Ablagerungen V1 1 V1 3 bilden sich neben dem Schutzbeckeneingang auf und st ren die normale Pumpenfunktion nicht Bei den V1 2 und V1 3 bleiben die abgelagerten Feststoffe bis Qr 20 ca 10m von den Pumpen entfernt Durch die Schutzmassnahmen der Variante 1 1 ist die Lonzafassung bis zu einem Hochwasser T 50 J vollst ndig von Feststoffablagerungen ge sch tzt Diese Ablagerungen bilden sich in der Flussmitte und sind weit von den Fassungspumpen entfernt Die Variante V1 9 kann einen guten Schutz bis zu einem Hochwasser T 20 J sichern Die Varianten V1 6 und V1 7 V1 8 sind wirksam bis zu einem Hochwasser von T 10 J Bei aktueller Wasserfassung bilden sich die Sandablagerungen schon bei den geringen Abfl s sen auf und schon bei T 5 J Gebidemsp lung k nnen die Pumpen blockiert sein Die numeri sche Modellierung des Feststofftransportes best tigt die Natur der Ablagerungsprozesse vor der Lonzafassung Die Resultate sind qualitativ und quantitativ gut bereinstimmend mit den Ergeb nissen der Modellversuche EPFL LCH 1996 sowie mit der Realit t der Lonzafassung Als Beispiel aus Gruppe 1 wird die Variante 1 1 dargestellt Final Bed Elevation m ot 38 CELA 075 YLI Q 55 mis Sp lung Gebidem Bild 1 Variante 1 1 Modellbildung 2D 197 Predrag STEFANOVIC V1A SCHUTZBECKEN ZEURLUSS lt lt M Il N ln M m 7 Um ANKA I ll Bild 2 Variante 1 1 Pri
4. 350 00 Calculated 300 00 water level wided orifice eeu m Measured points wided 200 00 orifice N 150 00 Calculated waetr level 100 00 initial orifice m Measured 50 00 PA points initial s condition 0 00 0 5 10 15 Q I S Figure 6 water level discharge relation before and after the modification of the outlet 3 2 NIMERICAL MODEL simulation tests Hydraulic system Figure 7 shows the numeric model of the system using Hydraulic system software Simulation using this numeric model shows that first in our system there is not any flood routing phenome non since our inflow was the same as outflow without any lateral flow Second the water level in the both shafts surge shaft and the vertical shaft increases simultaneously following a certain discharge In other words when the horizontal conduit is filled completely the water goes up in to the shafts and if the augmentation of the discharge continue the system will be overflowed oa ABN SS _ 00012 Tu_00006 Gh Ne Co_00001 00008 Ps_00013 ais _00002 si SR Re_00016 fs SHR ex en D Dv_0001 a Tu_00007 Ps_00010 Tu_pooog Tu_0001 o oa Ps_0001 SI_00005 51_00018 Figure 7 Numerical scheme of the stationary simulation of the complete system Figure 8 shows the simulation results regarding the rate of increase in out flow after modifica tion of orifice outlet surface as well as modification i
5. Fig 11 Evolution of the reservoir thalweg computed on the long term As a conclusion from the analysis of pseudo 2D modeling it is found that the dynamic equilib rium condition is reached in the reservoir after about 20 25 years without flushing If the reser voir is subjected to sedimentation on the long term it would be necessary to check for expected consequences like inundation in the junction area and possible sedimentation of the water in takes at the dam In terms of deposited sediment volumes the results of the pseudo 2D computa tions have been compared with the measurement data for a 3 years period 2000 2003 The re sults are very similar so the calibrated model behaves as a real situation and the results for the long term computations are expected to be useful for practical engineering purposes The accumulation event of 2000 2003 is modeled with CCHE 2D with some modifications To simplify the problem the downstream boundary condition at Verbois dam is kept fixed and the sediment inflow is kept constant at 0 5 g l which represents a value slightly higher than the yearly average value of 0 2 g l 85 Krishna Prasad DULAL The comparison between the computed total volumes from both ID and 2D is done with the ob served results for the accumulation event of 2000 2003 It shows that the volume computed from 2D is somewhat less which might be due to the constant boundary conditions Measured vol Computed
6. 8 m a QPFP PSII ETE GWh an 2 ee sS A S s oe K S s 2 T OF 8 amp E amp amp E D Figure 6 volution de la production totale hydro lectrique en 1985 et 2003 M Gross production from hydro power stations Capacity gt 10 MW E gross production from hydropower stations capacity lt 10 MW Gross generation Pumped storage plants Figure 7 volution de la part de l hydro dans la production totale lectricit Pi ge Pi ri Pi e PS 9 oo i oe g w Kii ge ger Pr K o E l nm ole ORESPEPET TEI ERB S en Figure 8 volution de la part de hydro dans la puissance lectrique totale install e Figure 9 Part des types de centrales hydro dans la production hydro lectriques Tableau 2 typologie des pays suivant les contraintes politiques et socio environnementales la poursuite des grands am nagements hydro lectriques Pays ou il n existe pas de contraintes politiques ni environnementales a la poursuite d installation de grandes centrales hydro lectriques Pays dans lesquels des d cisions politiques sont prises au d triment de la poursuite d installations de srandes centrales avec retenues Pays n ayant plus de r serves importantes a d velopper Autriche Finlande Gr c
7. 345 12100 10890 9680 8470 7260 6050 4840 3630 2420 1210 0 Distance from dam m Fig 9 Evolution of thalweg for short and long terms The average sediment volume input for accumulation with both laws are given in Table 3 below and is compared with the average deposited volumes as defined by regular bathymetric meas urements Computed volume m Observation S N Period 625456 2566414 775000 Table 3 Sediment input volume comparison As expected the exponential sediment law gives more deposition compared to Peiry 1988 The time required to obtain dynamic equilibrium conditions in the reservoir is very small 1 e about 12 years compared to about 25 years for the regression law of Peiry 1988 In reality however not all peak flows will bring peak sediment flows The result based on the Peiry 1988 sediment law distinguish between suspended fine material only and a mixture of suspended fine and bed load gravel material For both fines and gravel equilibrium is reached nearly af ter 25 years of accumulation 14000000 12000000 10000000 8000000 6000000 Volume m 4000000 e Modified Yang for exponential sediment input s Modfied Yang for Pierry regression with garvel 2000000 E a Modified Yang for Pierry for fine x Yang sand amp gravel formula for Pierry with gravel 0 10 20 30 40 50 60 Time years Fig 10
8. Figure 25 Sedimentation considering obstacles with 8 m left and 12 m high right for the October 2000 flood event and maximum concentration of sediments 15g l The proposed obstacles are above the water level of the Livigno Reservoir during the period of approximately end of January to mid July 5 3 Geotextile screen As above discussed the implementation of a geotextil screen 2 5 km upstream of the Punt dal Gall dam Section 2 in the West arm of the Livigno Reservoir is not necessary In the meantime for a scientific character the simulations with a screen in the same place as foreseen for the ob stacles were performed These calculations have been done in order to compare the performance of a geotextil screen with the obstacles In these simulations porosities of 20 and 30 were considered following the indications pre sented by Oehy 2003 The resistance force to the flow due to the friction was not considered The situation of the deposition at the end of the simulation is presented in Figure 26 Punt dal Gall dam Time step 5000 120000 seconds Deposition m 0 05 0 04 0 03 0 02 0 01 0 00 Erosion m Screen Inlet Inlet Punt dal Gall dam Time step 5000 120000 seconds Deposition m 0 05 0 04 0 03 0 02 0 01 0 00 Erosion m Figure 26 Final condition for the October 2000 flood event with maximum inflow concentration 15g l for the screen with 20 an
9. Avg value no N o 5 2 00 no T 2 1 00 o 0 00 _ 2420 1210 0 12100 10890 9680 8470 7260 6050 4840 3630 2420 1210 0 3630 Distance from dam m Fig 3 Critical velocity and critical shear stress for the Verbois reservoir with dso The critical entrainment criterion is applied in the reservoir for computation of the equilibrium bottom and bed elevations by comparing the velocity and acting shear stress for the different bed elevations and granulometric conditions Within the computed range of equilibrium bed eleva tions a band of upper and lower limits has been selected as shown in Fig 4 for the case of do and following critical velocity criteria A line is passing approximately through the centre of the band which is assumed to represent the equilibrium bottom elevation for that case The combination of all the equilibrium bed elevations from velocity entrainment criteria and shear stress entrainment criteria for bed particles of do and dso is presented in Fig 5 It is found that the extension of the equilibrium bed elevations may reach up to the zone with high slope The computed equilibrium slopes from both criteria seem very similar The reservoir locations downstream of profile R12 show a clear indication of elevations with a large number of data points for the critical elevations whereas upstream only a few points can be observed For the upstream part with a rather narrow river width e
10. 1 028 Min 0 000 Min 0 002 0 00 8 l 3 378 se 5 00e Bulk Modulus kN m Figure 10 Evolution of excess pore water pressure for varying bulk modulus of elasticity of pore fluid 174 Behavior of submerged unsaturated soil under the effect of rapid drawdown and wave For deformation all the results follow the similar pattern as discussed in the precedent paragraph except that the deformation decreases with increased Young s modulus of soil contrary to the fact that the excess pore water pressure or drop in effective stress is increased with increased Young s modulus of elasticity of soil Furthermore evolution of deformation is governed primar ily by Young s modulus of soil and then by bulk modulus of pore fluid The results for the evolution of excess pore water pressure or drop in effective stress and de formation in 2 D case have been found to follow the similar pattern as in 1 D case 5 CONCLUSIONS From the results of 1 D simulation it has been demonstrated that delayed excess pore water pres sures develop due to the effect of drawdown in compressible submerged soils contributing to remarkable vertical displacements Those excess pore water pressures might last for couple of months or even some years after the cessation of external loading for fine grained soils such as clays owing to their low permeability The pattern of evolution of excess pore water pressure is that of Terzaghi s uniaxial consolidat
11. coule jusqu au point X A cet endroit une partie des eaux est d vers e en direction de la Thielle alors que le reste traverse la ville d Yverdon les Bains avant de se jeter dans le lac de Neuch tel Le Bey s coule au Sud de la colline de Chamblon qu il contourne Une importante partie de son d bit vient des sources du Moulinet Il reprend les eaux du Canal Occidental en provenance du Point X pour les acheminer jusqu au lac D s sa confluence avec le Canal Occidental le cours d eau traverse la zone industrielle de Montagny pr s Y verdon selon un trac quasiment rectiligne jusqu au lac de Neuch tel Le Canal Occidental s tend entre la station d puration d Orbe et son embouchure dans le Bey La plus grande part de son d bit provient du r seau de drainage de la plaine Au droit du point X une partie des eaux est d vers e dans la Thielle quand le niveau de cette derni re le permet 119 Cedric FAVRE 3 2 Recapitulatif des donnees Pentes Coef D bit de crue m s Courbe de remous os Cours d eau eos km Capacite Ts Tio Tioo Ts Tio Tioo Qioo partie citadine Thielle lt 0 5 152 168 1220 2 0 1 8 1 5 Qs Qoo entre km 2 et 6 0 04 a Faible aval Mujon 05 11 13 18 0 2 0 15 0 15 point X N Q amont 60 section b ton Bey n i 4 3 50 16 3 Q amont Q 00 aval confluence 0 5 0 2 0 15 On diese Canal Quasi point X et la Occidental nulle 4 5 5 4 16 9 conflue
12. hoo H he ab Sohle bei der die Luftkonzentration 1 aufweist die Trennlinie von Schwarzwasser zu Weisswasser ho90 H he ab Sohle bei der die Luftkonzentration 90 ausweist die Trennlinie von Weisswasser zu Luft Dyer H he ab Sohle bei der die Luftkonzentration lokal von der allgemeinen Tendenz abweicht dazu bedarf es eines Maximal und eines Minimalwertes Chanson C und Oiao G L 1994 hw H he ab Sohle der mittels Stechpegel messbaren Wasserlinie wo das Messinstrument zeitgleich in Luft und Wasser verweilt hy max H he ab Sohle der maximalen Gemischgeschwindigkeit Hager W H 1992 NKontinuir theoretische H he ab Sohle unterhalb welcher die Kontinuit t gewahrt ist h oms H he ab Sohle bei der das Gemisch weder horizontale Vorw rts noch horizontale R ckw rtsgeschwindigkeit vorweist Hager W H 1992 Aus den Messwerten konnte die Luftkonzentrationsverteilung ber die H he dargestellt werden Aus ihr l sst sich der mittlere Luftgehalt ber die H he nach Gleichung 2 berechnen und dar stellen 1 C i e C i ep lee 2 25 Felix BOLLER 26 0 60 Ca 0 00 0 00 0 20 40 0 60 0 80 1 00 1 20 1 40 oO XI Bild 1 nderung der mittleren Luftkonzentration entlang X Im vorgenommenen Versuch steigt der Luftgehalt anfangs steil an baut sich nach dem Wende punkt bis vor Sprungende stark ab und reduziert sich danach nur noch z gernd Des weiteren wurde an einze
13. www cordis lu Eu Community Research amp Development Information Service CORDIS 191 192 Neue Rhonewasserfassung Lonza AG Walliser Werke Visp New Industrial Water Intake Lonza Ltd Visp Nouvelle prise d eau industrielle Lonza SA Visp Predrag Stefanovic BIAG Beratende Ingenieure ETH SIA USIC AG Visp Montreux Schweiz ABSTRACT The water of the Rhone River is used for the cooling system alimentation of the chemical industrial plant of the LONZA Ltd in Visp Switzerland Two existing water intakes are frequently exposed to the sand sedimentation which is particularly disturbing during the yearly flushing of the upstream Gebidem retention basin The sediments are the cause of impor tant perturbation of the water intake and the entire cooling system The main goal of this study is to define an integral solution to the problems of floods sedimentation and low water The meth odology of the study is taking into account the following phases hazard analysis definition of the protection objectives hydraulic and solid transport analysis selection of measures for reduc ing the risk to an acceptable level determination of the residual risks RESUME L eau du Rhone est utilis e pour le refroidissement de la fabrication chimique des usines de la LONZA SA a Viege Les deux prises d eau existantes sont expos es aux ensablements fr quents particuli rement g nant lors du passage des crues et de la purge de r servoir de
14. Arve Hte Savoie Phd Thesis presented at University of Jean Moulin Lyon 3 France 9 Tullen P 2002 M thodes d analyse du fonctionnement hydrog ologique des versants instables Phd Thesis presented at Federal Institute of technology Lausanne EPFL Switzer land 10 G otechnique Appliqu e Deriaz s a Ao t 2004 Concession de l usine hydro lectrique de Verbois Mesures de contr les Suivi de la nappe souterraine de Plainpalais Jonction p riode du 1 janvier au 31 d cembre 2003 Dossiers 3156 18 et 4112 06 11 G otechnique Appliqu e Deriaz s a Ao t 2004 Barrage de Verbois Suivi piezometrique p riode du 1 janvier au 31 d cembre 2003 Dossier 3679 11 89 Krishna Prasad DULAL 12 G otechnique Appliqu e Deriaz s a Ao t 2004 Les rives du Rh ne Synthese des mesures topographiques p riode de mars 2002 a d cembre 2003 Dossiers 3716 9 13 GEOS2X D cembre 2003 Barrage de Verbois Expertise g ologique 14 GEOS Ing nieurs conseils s a Janvier 2002 Retenue de Verbois Modification du mode op ratoire des chasses Note compl mentaire n 2 au rapport GEOS n 1092 517 592 532 502 522 15 AquaVision Engineering Sarl November 2004 R colte et traitement des donn es Barrage de Verbois Unpublished project report 90 Systemanalyse mit Retentionsberechnungen f r den Grimselsee und seiner Zufl sse System analysis including retention calculations of lake Grimsel and its
15. 4 2 Evaluation des potentiels hydro lectriques et estimation du potentiel pratique Le potentiel pratique repr sente la part du potentiel technique r siduel qui est susceptible d tre valoris e pour une production additionnelle d lectricit Notions de potentiel hydro lectrique et th orie d estimation Potentiel th orique hydro lectrique Il exprime pour un bassin versant donn la distribution dans l espace et dans le temps de l nergie potentielle de toute la quantit d eau ruissel e Il est obtenu en valuant la somme de l nergie potentielle totale annuelle l exutoire du bassin versant Pour un pays donn l nergie potentielle est estim e par rapport au niveau de la mer Il existe deux principales approches pour son estimation la m thode des potentiels de surface et celle des potentiels lin aires Shleiss 2004 Potentiel technique Il repr sente la part du potentiel th orique que le savoir faire technique du moment en fonction des conditions du sites permet d exploiter Pour l valuer une conception pr liminaire des am nagements possibles est indispensable Pour ce faire les donn es relatives la topographie du site la g ologie les facteurs de pertes de charges sont tudi es On fait ce stade abstraction des consid rations conomiques financi res commerciales et environnementales Potentiel conomique Cette notion permet de d limiter les contours du potentiel techniqu
16. Cycle postgrade en am nagements hydrauliques Collection des articles des travaux de dipl me postgrade S Emami Erosion protection downstream of diversion tunnels using concrete prisms Design criteria based on a systematic physical model study Ph Chevre Influence de la macro rugosite d un enrochement sur le charriage et l rosion en courbe S Andr High velocity aerated flows on stepped chutes with macro roughness elements Conf rence sur la recherche appliqu e en relation avec la troisi me correction du Rh ne Nouveaux d veloppements dans la gestion des crues INTERREG IIIB Projet ALPRESERV Conf rence sur la probl matique de la s dimentation dans les r servoirs Gestion durable des s diments dans les r servoirs alpins Master of Advanced Studies MAS in hydraulic schemes Collection des articles des travaux de dipl me PREFACE Les am nagements hydrauliques r alis s par l homme depuis l antiquite ont pour objectifs d exploiter les fonctions vitales de l eau mais aussi de se prot ger contre son pouvoir devastateur Dans la pr sente communication les 19 nouveaux dipl m s de la troisi me dition du cycle d etudes postgrades en am nagements hydrauliques 2003 2005 qui a volu en cours de route vers un programme de Master of Advanced Studies MAS presentent le r sultat de leur travail de fin d etudes Les sujets traites par ces travaux remarquables couvrent le vaste domaine des am nagemen
17. In addition to that economically viable hydropower potential is 37 000 MW among which po tential of the rivers flowing near Thai border is 6 500 MW MoU has already been signed to ex port 1500 MW to Thailand by 2010 Myanmar has dedicated 8 235 MW of electricity out of three projects to Thailand in its development plan Hence in the near future as well as in the long run Myanmar is a competitor of Laos in terms of securing the export market of electricity 4 1 2 Yunnan Province of China Yunnan province has vast reserve of energy resources including coal lignite and hydropower Economically viable hydropower potential is 90 000 MW Due to the increasing demand of power within China and Yunnan province itself competition to Laos can not be expected from Yunnan province in the near future But increase in power demand within the region also im plies to economic development which enables Yunnan to invest in hydropower for the export purpose Hence in the long run Yunnan is also a competitor of Laos 4 2 Competitor of Nepal Although India is water stressed country it has vast potential of hydropower yet to be devel oped within the country itself Apart from this fact India is buying power from Bhutan as the pace of power development is lagging behind the pace of economic development in India 4 2 1 Bhutan Economically feasible hydropower potential of Bhutan is 16 000 MW Bhutan has surplus en ergy and it is already exporting power to India
18. Influence du lac sur le canal troisi me tron on Le canal a un profil limitant la capacit hydraulique dans le premier troncon et trois dans le deuxi me tron on Ainsi la capacit maximale est de 2 7m s le troisi me tron on ayant une capacit sup rieur 2 7 m s Tron on 1 Tron on 2 Canal_Papeterie_1 Plan Plan 18 05 08 2005 PT3 PK 925 6 Canal_Papeterie_1 Plan Plan 18 05 08 2005 PT 19 PK 740 2 0 03 gt 03 382 4 Legend i 03 7 08 03 380 5 Legend 382 24 z meio EG Q 2 7m3 s 882 0 WS Q A rmos WS Q 2 7m3 s En e Sa 9 mn Ground 8 J 8 l Bank Sig Bank Sta 0381 6 381 4 381 24 TTTITITTTTTTTTTTT1 11T 11011111 11T 1 1 1 1 0 70 11 0 2 4 6 8 10 12 14 Station m Station m Figure 4 Profils limitant la capacit hydraulique Les calculs montrent que la capacit hydraulique du canal de la Papeterie est limit e par les l ments suivants tat des berges engravement du fond vannes de d charge et passage sous les batiments L coulement est partout fluvial a l exception du passage au droit de l ancienne roue a eau de Vouga o se trouve une chute avec un nombre de Froude lev C est la hauteur des berges qui limite la capacit dans un profil du premier troncon 5 R GLEMENT DU CANAL 157 Nidia Socorro LLANTEN 5 1 R glement actuel Il existe actuellement un r glement d exploitation qui
19. La diminution des risques potentiels soit la r alisation des objectifs de protections L implantation des ouvrages se r f rant aux disponibilites fonci res Les co ts de r alisation et les possibilit s de financements La valeur ajout e au projet par la r alisation d objectifs environnementaux L acceptation du projet par les riverains les instances de la commune de Rolle et la population en g n ral Les emplacements ont fait l objet d pres n gociations entre les diff rents partenaires du projet Finalement la variante r pondant le mieux aux crit res cit s ci dessus comprend 1 L am nagement d une r tention l amont des voies CFF permettant de laminer la crue de projet 2 La cr ation d une petite digue afin de confiner les d bordements du Flon de Tartegnin dans un lit majeur et de le canaliser jusqu la r tention 4 ETUDES DU VOLUME DE R TENTION 4 1 Mod lisation Routing System L tude hydrologique de juillet 2000 a bas son pr dimensionnement du bassin avec la crue reconstitu e du 6 juin 1996 Le but de cette mod lisation est de contr ler voire optimiser le volume du bassin de r tention r pondant aux objectifs de protection et d valuer du point de vue technique et conomique le volume n cessaire une protection sup rieure pluies N u z N Hydrogrammes entrant q Hauteurs Volumes A Volume max r tention BE Limnigrammes r tentio
20. Le travail fait tout d abord l objet d un calcul statique utilisant les donn es du projet initial de Ving nieur Henri Gicot ainsi qu une mod lisation lin aire 2D pour la simulation num rique par la m thode des l ments finis GEFDYN La deuxi me tape du travail est le calcul dynamique but principal du travail 1 1 Description du barrage Le barrage du Vieux Emosson construit entre 1952 et 1955 se pr sente comme un barrage vo te en b ton de 45m de hauteur pos sur une fondation rocheuse Gneiss se trouve sur le territoire de la commune de Finhaut dans le canton de Valais La vo te du barrage se double d une partie plus massive en rive gauche destin e a palier un appui rocheux manquant La structure r sultant de ce compromis poids vo te conserve n anmoins les caract ristiques principales d un barrage vo te dont il a l apparence Son couronnement pr sente une longueur d velopp e de 170 m C1 1 1 1 Geometrie du barrage x Situ quelque 2 200 metres d altitude l ouvrage permet de retenir un r servoir de 13 8 millions m Les arcs du barrage poids vo te du Vieux Emosson sont paraboliques Figure 1 215 Odila Yolanda ZAVALA MORA 150 PL ta Er ely l Sa Caract ristiques principales du l i i Barrage 4m Altitude du ET u Ne couronnement 2205 m s m x Retenue maximale 2205 m s m a A Retenue minimale 2166 m s m RE Volu
21. organisation du financement de ce dernier 1 INTRODUCTION 1 1 But du rapport Le consortium BCF Hydro soci t simple d sire profiter de l existence de la retenue au lieu dit Moulin du Doubs pour installer une petite centrale hydraulique au fil de l eau Cette retenue se situe sur la commune d Ocourt dans le canton du Jura sur la riviere franco suisse du Doubs Le projet doit satisfaire aux exigences cologistes et environnementales tout en tant un projet rentable et autonome du point de vue financier Pour ce faire BCF Hydro mandate M Bourquard Pierre Alain de Bassecourt pour r aliser une tude de faisabilit Cette tude de faisabilit se fera dans le cadre des themes administratifs techniques et financiers et servira galement de r f rence pour l laboration d un dossier en vue du d p t public pour la demande du permis de construction et de la concession de force hydraulique 1 2 Cadre juridique 1 2 1 L Office f d ral de l environnement des for ts et du paysage OFEFP L Office f d ral de l environnement des for ts et du paysage OFEFP est le service f d ral comp tent en mati re d environnement au niveau de la conf d ration Les cantons sont responsables des cours d eau sur leur territoire et doivent faire appliquer les lois suivantes dans le cadre des petites centrales hydrauliques e Loi f d rale du 24 janvier 1991 sur la protection des eaux LEaux Concerne la d fini tion
22. quipements Figure 3 Vue 3D de la zone de l tude 4 ETUDE DES DONN ES DISPONIBLES De nombreuses stations de mesures ont t s install es fournissant un important volume de donn es Les valeurs utilis es s tendent entre f vrier 2001 d but des mesures et d cembre 2004 Leur tude a permis de mettre en vidence une grande concordance temporelle des crues entre le Bey et la Canal Occidental Cela aussi permis de mettre en vidence un niveau lev de la Thielle lors des crues des deux cours d eau cit ci dessus Les mesures de la nappe phr atique montrent une variation de niveau allant de 429 50 431 00 Ev nement de novembre 2002 Le Bey Le Canal Occidental 54 altitude thielle gt Debit en m Oo N Figure 4 Ev nement de novembre 2002 121 Cedric FAVRE L v nement est remarquable par sa longueur et par le volume des pr cipitations Cependant les d bits mesur s sont inf rieurs 4 m s pour le Canal Occidental et 5 m s pour le Bey Cela en fait un v nement se situant entre Q et Q pour le Canal Occidental et Q10 pour le Bey Cet v nement est tr s int ressant car la crue mesur e sur le Bey est de fr quence cinquantenale Sur le Canal Occidental la crue est plus modeste et se situe sur une base quinquennale 5 LABORATION DES VARIANTES Les calculs hydrauliques ont montr s que la faible capacit est en partie due la courbe de remous du Bey
23. tude Phasel Contraintes d implantation Contraintes de gestion Surface disponible e R gulation du marnage Passage de crues Production hydro lectrique Concepts d taill s Surface de retenue Dimensions et configuration du barrage mobile Evolution du plan d eau Hauteur et longueur de D bit quip Rivi re poissons digues Nature des digues Digues Potentiel de laminage de Type de vannes Barrage crues Possibilit s de loisirs Analyse multiobjectif par variante Phase II Choix de la variante retenue Evaluation des co ts de construction Phase III Synthese et perspectives 4 DETAILS CONCEPTUELS 4 1 Barrage et digues Le passage de la crue de projet sert de point de dimensionnement pour le design du barrage Pour permettre celui ci sous la contrainte d une vanne ferm e il est propos de r aliser un largissement du profil en travers du fleuve au droit du barrage On cherche ainsi a conserver au droit de l ouvrage la m me largeur de lit que dans le cours d eau l amont et a I aval Ceci est r alisable l int rieur des digues existantes pour cela le profil en travers largi est raccord l amont et l aval par le biais de talus de pente graduellement vari e passant d un profil en double trap ze un profil en simple trap ze La ligne d nergie correspondant au passage de la crue de projet nous permet de donner une hauteur au barrage et de fixer le niveau d exploi
24. 14 62 Table 2 Comparison of volume for different events Later with the calibrated model and with the hydrographs generated for short terms 6 12 years and long terms 12 48 years computations have been performed to define the morphological evolution of the reservoir The evolution of the thalweg obtained from the modeling is presented in Fig 9 for both short and long terms without flushing From the figure it is concluded that after 24 years of accumula tion the Verbois reservoir will not exhibit any further noticeable deposition and is considered to be in dynamic equilibrium This globally means that the sediment that enters the reservoir at the Junction also leaves the reservoir at the dam without noticeable deposition The variation of sediment input granulometry and its total injected volume is another important factor to be considered during modeling Both the regression law of Peiry 1988 developed based on the measurements from 1965 1989 and an exponential sediment input law defined to account for peak sediment concentrations are taken into account during the modeling 83 Krishna Prasad DULAL 84 sia Si _ L Elevation m wo 8 Computed thalweg for 24yrs 355 Measured thalweg on 3 yrs Computed thalweg for 36yrs Computed thalweg for 48yrs Computed thalweg for 12years Gomputed thalweg for 6yrs WL for Q 455m3 s WL for Q 601m3 s
25. 3 Abfluss w hrend der Niederwasser periode Der Zufluss von Nebenfl ssen Saltina Gamsa und Mundbach wurde in dieser Studie ber cksichtigt Das Einzugsgebiet der Rhone im Visp betr gt 975 km TI 2 5 10 20 50 Q2000 LOOmin 100Ziel EHQ P 0 500 0 200 0 100 0 050 0 020 0 020 0 010 0 010 0 001 Q m s 267 350 411 475 566 606 642 728 918 Tabelle 1 H chstabfluss Q Wiederkehrperiode T Wahrscheinlichkeit P Quelle BWG Feststoffe Die Korngr ssenverteilung stiitz sich auf einige Einzelmuster neben der Wasser fassung entnommen und wird f r den ganzen Abschnitt angewendet Charakt Korngr sse dio d35 dso des doo Geschiebe 0 8 10 3 20 32 80 Schwebstoffe 0 0035 0 011 0 0172 0 0227 0 0749 Tab 2 Korngr ssenverteilung Quelle LCH EPFL EOS 4 GEFAHRENANALYSE Hochwasser Bei extremen Hochwassersituationen mit einem Wasserstand von rund 2 80 m ab Flusssohle wird die Wasserfassung der LONZA voll berschwemmt und muss ausser Betrieb gesetzt werden Dies bedeutet Abschaltung des Werkes Die entstehenden Folgekosten sind von der Dauer des Unterbruchs abh ngig Niederwasser Beim Tiefwasserstand November bis Februar wird durch den Betrieb der flussaufw rts gelegenen Kraftwerke das sonst schon tiefe Wasserniveau in der Rh ne noch weiter abgesenkt Die dabei auftretende Wasserknappheit kann f r kurze Zeit toleriert werden Feststofftrans
26. 6 9 m3 s Quva 5 0 m3 s Sensibilit du d versoir pour Q 1 9 m s 432 431 9 431 8 431 7 431 6 431 5 431 4 431 3 431 2 431 1 431 0 5 10 15 20 25 Longueur m Altitude de la cr te Figure 7 Sensibilit du d versoir Le choix de l altitude de la cr te s est fait en tenant compte du niveau atteint par les crues de diff rents temps de retour La premiere hauteur retenue ne cr e pas de d versement pour la crue Q l altitude de la cr te est fix e a 431 49 et la longueur est de 4 5 m Dans le second cas le d versement commence lorsque le d bit est sup rieur a une crue de fr quence Q La hauteur tant fix e 431 74 pour une longueur efficace de 12 m 124 Protection contre les crues d Yverdon les Bains Am nagements hydrauliques Ouvrages de r tention et quipements Fond canal Niv eau av d versement 2000 1900 1800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 600 Dist m Figure 8 Influence du d versement sur la ligne d eau La concordance possible d un d versement avec un niveau lev de la nappe phr atique et de la Thielle n cessite la mise en place d un systeme m canique d vacuation des eaux du bassin Pour des raisons financi res la variante pompage a t pr f r e la variante Vis d Archim de Le choix s est port sur l installation de 2 pompes h lice d une capacit nominale de 1 m s avec une cha
27. After standardization of all components of small hydro based on civil works the final volumetric curves and cost functions are implemented in an existing optimization program called POPE HYE This software was developed conjointly at the Laboratory of Hydraulic Constructions at EPFL and Yverdon University of Applied Science in Switzerland It allows a step by step design and optimization for primary evaluation of different alternatives for small hydropower plants ac cording to location head and discharge and power production 3 In the study this program was upgraded in English and its accuracy in optimization strategy was increased by integrating the results of the standardization process for the main components of a small hydropower plant Total cost of these components can be obtained due to standardiza tion charts and cost functions 9 These costs are based on volumetric curve according to hy draulic and structural design of the structures After introducing all cost functions the subse quent steps in optimization process of design discharge will be followed as shown in Figure 11 The final results of economical analysis of the project will be the graphical presentation of the production cost net benefit and the economic efficiency for all of the discharges accord ing to flow duration curve This optimization of design discharge or installed capacity is per formed with a certain and assumed total head The program POPEHYE con
28. Figure 4 It was revealed that the entire reservoir thus lost 25 of its capacity and the effective part in front of the two galleries even lost up to 50 of its capacity which led to another dredging work These sediments which were settled in front of the galleries were transferred to the western part of the lake The operators now try to find a sustainable solution for sediment management in the G b sensee Reservoir 15 Islam M AWAD 16 Ic Leberhufcpote bedi KHA oot Western part of the lake Pp Eastern part of the lake 1997 Sasgrund von 1997 mn Tk u Dept en er 1900 BA tpt on on I 21 mie Bi 17 z N zzgl Sg aay Fr HT 7 08 SI E 2 4 3 2 amp 5 z RS as Figure 4 Longitudinal section showing sediment volume in G bsensee Lake in 1997 comparing it with its initial situation in 1900 3 OBJECTIVE OF THE STUDY The deposition behaviour of fine sediments is described by the computational analysis of the flow velocity field The concept of the study is to maintain sediment balance through the reser voir with no net erosion or deposition over the operating cycle The study focuses on analysing the flow velocities magnitude field and its influence on the sediment transport for different exploitation scenarios Also using numerical 3D modelling dif ferent technical solutions were studied and validated and finally the optimization and the design of the r
29. Les eaux de drainage des terrains agricoles sont vacu es par le Canal Occidental en rive gauche de la Thielle et le Canal Oriental en rive droite Ce dernier fait aussi office de vecteur d vacuation pour les eaux de surface provenant des coteaux Est de la plaine 3 MOD LISATION DU R SEAU HYDRAULIQUE 3 1 Calcul des capacit s et des interactions Le calcul des capacit s des cours d eau s est fait avec le logiciel de simulation hydraulique HEC RAS qui permet le calcul 1D d coulement stationnaire et non stationnaire Les profils en travers ont t repris de l tude GESORBE r alis e par le laboratoire d hydrologie et d am nagement de l EPFL En raison de l absence de courbe de calage la rugosit a t adapt e afin d obtenir les m mes valeurs que celles de l tude cit e ci dessus pour une coh rence des r sultats Les coefficients de rugosit utilis s varient entre 25 et 30 La tr s faible pente de la plaine de l Orbe rend l ensemble des cours d eau tr s sensible au niveau du lac de Neuch tel qui leur sert d exutoire Les donn es sur le niveau du lac sont disponibles sur pr t de 100 ans mais seules les mesures prisent apr s la fin des travaux de corrections sont repr sentatives de la situation actuelle L observation des variations journali res sur une longue p riode permet de faire ressortir le comportement g n ral du lac La p riode de basses eaux se situe g n ralement entre fin novembre et d but f vrier L
30. Marnage Production hydro lectrique Loisirs nautiques Ecr tement de crues Au del de ce tronc commun chaque variante pr sente un certain nombre de particularit s que ce soit dans sa gestion du marnage son interface avec le fleuve ou encore ses ouvrages annexes Les variantes du site des Iles tant situ es l amont des principales restitutions leur configuration diff re l g rement des autres variantes l une tant pr vue avec un barrage usine 59 Henri CIVIER situ un kilom tre a l aval de la retenue variante Al l autre comme devant effectuer une r gulation anticip e du marnage par surcreusement des d bits sur le tron on s parant la retenue des restitutions aval variante A2 De plus elles sont toutes deux accompagn es d une base nautique infrastructure d accueil touristique et stade d eaux vives et d une zone revitalis e sous forme de polder d pandage de crues Le site de Riddes accueille galement deux variantes l une compos e d un barrage d tournant l int gralit des d bits du Rh ne dans la retenue qui seront turbin s par la centrale variante B l autre fonctionnant comme un bassin de compensation des d bits restitu s par les grandes usines hydro lectriques avec des canaux enterr s amenant l eau des usines la retenue variante C Enfin le site situ sur la commune de Martigny est galement le si ge de deux variantes l une de petite superficie
31. Obernach 82432Walchensee Technical University of Munich Germany Jury Markus Aufleger VAO TU M nchen Obernach Albert Sepp Ingenieurb ro Penzberg Prof Theodor Strobl VAO TU M nchen Obernach Protection contre les crues d Yverdon les Bains Am nagements hydrauliques Ouvrages de r tention et quipements C dric Favre La Tour de Peilz Suisse Jury Phillipe Hohl SESA Lausanne Jacques Bonvin EIVD Yverdon Jean Louis Boillat EPFL LCH Lausanne Etablissement de la carte des dangers du Val Verzasca a l aval du barrage de Contra Samuel Ferrari Dipartimento del territorio Ufficio dei corsi d acqua Bellinzona Suisse Jury Laurent Filippini Ufficio dei corsi d acqua Bellinzona Sylvain Ferretti DIAE SECOE Aire Giovanni De Cesare EPFL LCH Lausanne Sedimentation management in the Livigno Reservoir Technical measures to reduce the effects of sedimentation due turbidity currents Marcelo Leite Ribeiro Laboratory of Hydraulic Constructions LCH Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL Switzerland Jury Giovanni De Cesare EPFL LCH Lausanne Peter Molinari Gian Franco Kirchen Engadiner Kraftwerke AG Zernez Prof Anton Schleiss EPFL LCH Lausanne R habilitation des usines hydro lectriques du canal de la Papeterie a Ver soix Etude de faisabilit Nidia Socorro Llant n Geos Ing nieurs Conseils S A Carouge Suisse Jury Mario Gerodetti GEOS Ing Cons Carouge Sy
32. Renens Suisse Jury Patrice Droz Stucky SA Renens Jean Michel Burnier Stucky SA Renens Jean Remondeulaz Ind pendant Pully Prof Anton Schleiss EPFL LCH Lausanne Vertical shafts in drainage networks 69 Bahareh Doroudian Laboratory of Hydraulic Constructions LCH Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL Switzerland Jury Jean Louis Boillat EPFL LCH Lausanne Dominique Z rcher Service d assainissement Ville de Lausanne Giovanni De Cesare EPFL LCH Lausanne ii 10 11 12 13 14 Numerical Modeling of Hydraulics and Morphology of the Rhone between Geneva and Chancy Pougny Krishna Prasad Dulal AquaVision Engineering Ltd Ecublens Switzerland Jury Erik Bollaert AquaVision Engineering Ecublens Alain Oulevey De Ceren ville G otechnique Ecublens Giovanni De Cesare EPFL LCH Lausanne Systemanalyse mit Retentionsberechnungen f r den Grimselsee und seiner Zufl sse Carl Arthur Eder Bischofszell Schweiz Jury Giovanni De Cesare EPFL LCH Lausanne Max Ursin KWO Kraftwerke Oberhasli AG Innertkirchen Jer me Dubois Hydrocosmos Vernayaz Prof An ton Schleiss EPFL LCH Lausanne Flood polder at the river Mangfall South Bavaria Germany Optimization of the inlet structure and the required weir in the river Reduction of the sediment transport into the polder Rumiana Engel Laboratory of Hydraulic and Water Resources Engineering Oskar von Miller Insti tut
33. ae a 5 32 T S oe z J u de 2 gt 2 z l 5 i Tron on altern amp Tron on caract re naturel 2 Attrait Jmoy 1 L 150m F Jmoy 0 7 L 300 m E Jmoy 1 L 150m TJ 2971 amp S amp 5 I amp i 3 5 1 i d op ration max Nivea I 1 1 i Hivert nivebu min en semaine I 1 1 I I I I I I I 1 I I I I I I I I I I I Hiver niveau min ie N I I 1 Rh ne max Ete Conduite enterree Rh ne min Hiven Fond du Rhone Figure 5 Riviere a poissons Profil en long 64 Etude de variantes d ouvrages a buts multiples en riviere Fonctionnement secondaire Lorsque le lac descend en dessous de la c te de fond du canal d amen e le fonctionnement hydraulique de la riviere se modifie Une conduite raccordant le bassin de repos a la retenue cf figure 5 permet d alimenter tout le troncon inf rieur de la riviere par vase communicant a un d bit du m me ordre de grandeur que les d bits du fonctionnement principal Des grilles sont plac es aux extr mit s de cette conduite afin d emp cher son obstruction De plus pendant la phase de fonctionnement principale la conduite doit tre obstru e a l interface avec la retenue afin de ne pas doubler les d bits de la rivi re sur le tron on inf rieur Le troncon sup rieur du canal d amen e au bassin de repos quant a lui se voit priv de son ali
34. calcul avec le signal du Friuli 1976 San Rocco Italie 4 2 1 R sum des r sultats des r ponses avec le signal du Friuli 1976 San Rocco Italie maximales g tales verticales y z a barrage 0 57 0 19 NE barrage Tableau 2a Resume des r sultats des reponses Tableau 2b D placement relatif maximal Commentaire 223 Odila Yolanda ZAVALA MORA Dans le tableau 2a on trouve que la valeur absolue maximale de l acc l ration horizontale dans le cas a barrage est 0 61g a t 5 360s et dans le cas b barrage roche est 1 94g t 4 845s Si on compare ces r sultats on obtient 68 de diff rence c est dire que l acc l ration horizontale dans le cas o on consid re la roche est beaucoup plus importante La diff rence entre les acc l rations horizontales dans le cas a et le cas b est 65 Dans le cas a barrage on obtient 75 de diff rence entre l acc l ration horizontale et verticale On d duit que l acc l ration horizontale dans le barrage est plus critique dans les cas aetb On peut aussi constater que les acc l rations sont plus importantes si on consid re la fondation Selon le tableau 2b si on compare les d placements relatifs entre les cas a et b on trouve que les d placements horizontaux sont plus critiques 4 2 2 Contraintes verticales Dans le graphique 1 lignes 2 et 4 on compare les contraintes verticales l amont dans le cas a Barrage
35. de G nie Civil de l Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne Volume 16 Presse Polytechniques et Universitaires Romandes Musy A 2003 Hydrologie Appliqu e Cours polycopier HEC RAS 3 1 ist ein Programm der amerikanischen Armee f r die Berechnung von Abfl ssen in natiirli chen Gew sser www hec usace army mil 105 Carl Arthur EDER 106 Flood polder at the river Mangfall South Bavaria Germany Optimization of the inlet structure and the required weir in the river Reduction of the sediment transport into the polder Conception d un nouveau basin de r tention de crues sur la rivi re Mangfall Baviere du Sud Allemagne Optimisation de la prise d eau et du seuil requis dans la riviere R duction de l apport en s diment dans le bassin Rumiana Engel Laboratory of Hydraulic and Water Resources Engineering Oskar von Miller Institut Obernach 82432 Walchensee Technical University of Munich Germany ABSTRACT Flood management is the present challenging engineering task for the whole world in the changed climatic scenario The present project is conducted to the river Mangfall which is situated in South Bavaria Germany and it is a tributary to the river Inn Under the new hydro logical data the existing river Mangfall can not accommodate higher flood events safely and protect the downstream region against flooding Possible is then in order to reduce the flood peak downstream of the river cutting of the flood wave
36. des masses glaciaires provoquera la pr cocit de la fonte de neiges et un d placement dans le temps et peut tre dans l espace des r gimes saisonniers Ceci impliquera pour la gestion des r servoirs la recherche de solutions techniques pour anticiper les fluctuations au niveau des apports le stockage de l nergie hydraulique et le transfert saisonnier de la production d lectricit R cemment trois chercheurs du centre de recherche sur l environnement de l universit de Kassel et de l institut de recherche sur l utilisation de l nergie solaire en Allemagne ont publi les r sultats de leurs tudes prospectives sur le potentiel hydro lectrique de l Europe dans la perspective du r chauffement climatique Lehner 2003 Sur la base de ces r sultats nous avons fait une typologie des pays en les classant en fonction de l impact r chauffement climatique La figure 18 ci dessous montre que 61 du potentiel se situe dans les pays qui pourraient subir les effets n fastes du r chauffement climatique sur leur hydrologie Il existe des moyens techniques d augmentation de la production de l hydro lectricit en dehors de la construction de nouvelles centrales pour valoriser le potentiel r siduel Les travaux de r novation et de r habilitation sont possibles au niveau des am nagements existants pour accroitre la capacit de production En ing nierie des am nagements hydro lectriques il existe pour les centrale
37. gale a 10 MW Puissance lt 10 MW la cat gorie grande hydro lectricit regroupe les centrales ayant une capacit install e sup rieure a 10 MW Puissance gt 10 MW C est cette typologie que nous avons choisi de retenir dans la pr sente tude par souci de simplicit 5 RESULTATS La puissance lectrique totale install e et la production d lectricit de l ensemble de l Europe de l Ouest ont t en croissance au cours de la p riode 1985 a 2000 comme illustr par respectivement les figures 3 et 6 ci dessous Elles ont t construites selon les donn es EUROSTATS 2005 Le taux de croissance moyenne annuelle de la puissance lectrique totale install e est de l ordre de 2 18 La r partition et l volution de la puissance totale install e entre les principales technologies de production sont illustr es par la figure 2 L volution de la puissance hydro lectrique totale nette install e et celle de la puissance totale install e par cat gorie de taille sont illustr es par les figures 3 4 et 5 Ces figures ont t construites avec les donn es de EUROSTATS 2005 La figure 2 montre que la fili re thermique classique i e de combustion d nergies primaires fossiles est largement dominante dans le parc de production notamment le cycle a vapeur La fili re hydraulique vient en deuxi me position apr s les centrales thermiques classiques et repr sente environ 20 de la puissance lectrique tota
38. hrten Projektanalyse hydraulischen und Feststoffmodellierungen Vari antenuntersuchung und Vorbemessung Kostenvergleich und Variantenbewertung wird als op timale L sung f r die Rhone in Visp eine schwimmende Wasserfassung mit schwankenden Mas ten empfohlen 8 RESTRISIKEN Die Verbleibenden Risiken der ausgew hlten L sung sind minimal Es ist m glich dass unter gewissen Bedingungen die Schwebstoffe d gt 250 um in gr sserer Konzentration die Wasser oberfl che erreichen und durch den Schutzgitter in die Installation eindringen Die Gegenmass nahme ist die Installation eines zus tzlichen Sandabscheiders Feinsiebungsanlage 9 SCHLUSSFOLGERUNGEN Diese Studie wurde auf einer klaren Struktur aufgebaut Alle Studienelemente haben eine bestimmte Funktion im Analyseprozess erf llt 1 M glichst grosse Zahl der vorhandenen Informationen bilden die Grundlagen 2 Gef hrdungssituationen bez glich Hydraulik und Feststoffe wurden alle erfasst 3 Defizite der bestehenden Situation wurden erkannt 4 Hydraulischen und Feststoffanalysen zeigen die Angemessenheit der L sung auf Die realit tsnahen numerischen Modelle wurden f r die Simulationen verwendet Die Berechnungs resultaten des zweidi mensionalen Modells CCHE2D stimmen recht gut mit Realit t berein 5 Eine vollst ndige Variantenanalyse hat alle realisierbare Massnahmenvarianten einander gegen berge stellt Diese Varianten wurden kritisch evaluiert und verglichen 6
39. humaine et les ph nom nes naturels li s aux crues Il est donc n cessaire de conna tre le terrain d tude de mani re approfondie pour ce qu concerne le secteur r serv aux eaux et les interaction de cette zone avec l am nagement du territoire Ensuite le domaine est mod lis dans un logiciel hydraulique afin de pouvoir pr dire si il y a des d faillances de capacit et dans ce cas de pr dire l extension et la vitesse du plan d eau dans les secteurs critiques 4 2 Analyse du secteur La reconnaissance du terrain d tude donne l aper u d une zone o 1l existe une pression tr s forte due l am nagement du territoire car toute affectation du sol y r side De plus les infrastructures qui traversent la rivi re sont assez denses il existe notamment 5 ponts parmi lesquels le pont autoroutier et le pont CFF ceux ci sont les axes principaux de transit entre Locarno et le reste de la Suisse Ces donn es sont importantes pour cerner l ampleur des dommages en cas de conflit avec le d bordement de la rivi re et pour fixer les objectifs de protection n cessaires aux activit s anthropiques Pour ce qui concerne le secteur li au cours d eau plusieurs chantillonnages en ligne de la granulom trie du lit ont t effectu es pour caract riser la rugosit du lit de plus la v g tation croissante et la g om trie variable du lit nous oblige effectuer des analyses plus importantes pour en tenir compte dans l
40. it should be kept in mind that India al ready is water stressed country and hence prefers reservoir type of projects in Nepal to augment the flow in Ganga River for flood control during wet season and transport of water during dry period to water shortage area in India by Linking the rivers 3 2 2 Bangladesh Bangladesh does not have potential sites for hydropower and its power supply is dependent fully upon the gas fired turbines Bangladesh is willing to import power from Nepal but until the political relationship among the South Asian countries are improved the trade of power between Nepal and Bangladesh is not going to be realised Hence Bangladesh is a perspective market for the future if and when India realises the need 208 Hydropower Development within the Context of Electrification and Export the Cases of Laos and Nepal 4 Competition for Market 4 1 Competitors of Laos So far Thailand is the only country which is importing power from its neighbouring countries In this context Laos will be facing competition from Myanmar and Yunnan Province of China 4 1 1 Myanmar Myanmar has 32 million tons proven reserve of oil and has long history of exploiting it in ad dition to large reserve of natural gas which is estimated to be 320 million cubic meter Hence in the near future there is a possibility of exporting electricity generated by Combined Cycle Gas Turbine CCGT to Thailand provided economic condition of Myanmar is improved
41. les r sultats montrent que la diff rence entre les contraintes statiques et dynamiques entre la cote 2005m s m et la cote 2175 m s m sont environ de 5 50 et de la cote 2175m s m la cote 2161 9 m s m les contraintes sont environ de 200 400 c est a dire que les contraintes dynamiques sont importantes part rapport aux contraintes statiques Dans le m me cas a on compare entre les contraintes dynamiques l amont et celles l aval montre que les contraintes dynamiques l amont sont plus importantes par rapport aux contraintes l aval et les diff rences sont environ de 16 90 Si on compare dans les cas a barrage et cas b barrage roche graphique lignes 4 et 5 les contraintes dynamiques l aval on peut constater que les contrainte dynamiques sont environ 2 4 fois plus grandes dans le cas b que dans le cas a c est dire que si on consid re la roche dans le calcul les r sultats de l analyse dynamique dans le cas b sont plus importantes par rapport au cas a barrage Les r sultats de contraintes obtenus dans les calculs statiques et dynamiques indique que le barrage dans l tat statique il n y a pas de grande traction relation dans l tat dynamique au la traction du b ton augmente on a obtenu de 2 3 fois plus grande par rapport la traction admissible du b ton 1 9 N mm SIA La compression dans le barrage est plus grande que la traction on voit le d pla
42. m s Figure 6 Analyse des d bit 1997 2003 Reglement actuel 5 2 Proposition de r glement 158 40 Rehabilitation des usines hydro lectriques du canal de la Papeterie a Versoix Etude de faisabilit En vu d une exploitation hydro lectrique du canal une modification du r glement est propos e Cette proposition tient compte des l ments suivants e Elimination des ind terminations de d bit a 3 e D bit maximum de 2 7 m s dans le canal Jaza 3 x 3 So e D bit maximum turbinable de 2 3 m s impos par la capacit de l usine de Favarger jjs 3 gt e D bit de 0 3 m s pour la d valaison des poissons 3 ar E 25 ee D bit min canal Regl actuel propos Din nn Fosse L D bit max canal r gl propos i D bit turbinable R gl props C oZ D bit max Regl actuel J L i I T T aD a ee eae ee eee acer cee S ll coe leg ee re H H i H J E T 5 l SN J C RS J Me es ee ee DW Den m ee C rea 4 C al J oA L i i i Fg i i i i An D es TAN caspase BE oe et ee ee ap pe en F oe 1 f i i A C T a 0 6 J 0 5 Eene P ee E ee eee ee ee E C 37A J C g J C 0 244 2 E 770 2 7 O E 1 1 i 1 f je 1 1 1 1 J o 8 81 6 7 8 3 4 5 D bits Versoix m s Amont prise d eau du canal Figure 7 Proposition de r glement Les 0 3 m
43. nagements hydrauliques 2 13 2 14 2001 2003 EPFL LCH Etudes postgrades en am nagements hydrauliques F Gerber M thodes du g nie biologique 5 37 2001 2003 EPFL ENAC Trait de G nie Civil volume 15 R O Sinniger W H Hager Construction hydrauliques Presses polytechniques romandes 1989 EPFL LCH Etudes postgrades en am nagements hydrauliques diverses notes de cours 2001 2005 Etude de variantes d ouvrages buts multiples en rivi re Alternative study for multipurpose hydraulic river schemes Henri Civier Stucky SA Renens Suisse ABSTRACT Nowadays the achievement of a regional development project is impossible without considering the sustainable management aspect In this respect large river schemes must come to a suitable compromise between the different problems raised by large rivers flood risk ecological heritage socio economical trend of development energy resources etc The aim of this study is to assess the feasibility of a set of multipurpose schemes planned in the context of the Third Rh ne Correction This major project planned for the next decade aims to increase the actual flood protection capacity and to restore the biological continuum between the river and its riparian vegetation While providing a volume which enables the control of the river s daily fluctuations and which could contribute to flood protection a retention scheme would not only be of benefit to t
44. ont t dimensionn s pour la crue centennale Il n y a donc pas de d g ts potentiels pour cet v nement apr s am nagements la r duction en risques potentiels s l ve alors Frs 22 2 mio Taux du projet R duction des d g ts potentiels du projet 22 2 7 4 Protections contre les crues de la ville de Rolle Ouvrages de r tentions amp Equipements Co ts des ouvrages 3 0 La r duction du risque de d gats potentiels pour la crue extr me revient a calculer le rapport entre les sc narios avant et apres am nagement soit Le taux de r duction EHQ D gats potentiels avant am nagements EHO 26 1 4 7 D g ts potentiels apr s am nagements 5 5 En fonction de ces taux le projet devrait pouvoir passer en premi re priorit aupr s de la Conf d ration 10 CONCLUSION 10 1 Int r ts acad miques Le sujet a bien entendu permis l auteur d appliquer et d approfondir les notions apprises durant la formation postgrade notamment en mati re d hydrologie et d hydraulique Les points marquants du travail acad mique sont e la m thode d optimisation du volume de la r tention valuation hydrologique du volume recherche de optimum avec Routing System e le modele num rique du laminage avec deux r servoirs et un transfert entre les 2 r servoirs de type d versoir fonctionnant dans les 2 sens Modele a casier gt excel 10 2 Aspects pratiques Les ouvrages principaux du projet
45. rapport H Gicot du 31 01 1953 4 parties Litt rature Barrage Polycopi de Prof Anton Schleiss edition 2004 Geodynamics and Cyclic Modeling Revue europ enne de g nie civil RFGC Paris Vol 5 N 3 2003 225 Communications du Laboratoire de constructions hydrauliques ISSN 1661 1179 Ecole Polytechnique Federale de Lausanne Editeur Prof R Sinniger N N 1986 1988 1990 1996 1997 W H Hager Discharge measurement structures N V Bretz Ressaut hydraulique forc par seuil R Bremen Expanding stilling basin Dr R Bremen Ressaut hydraulique et bassins amortisseurs aspects hydrauliques particuliers Compte rendu du s minaire l EPFL Recherche dans le domaine des barrages crues extr mes Communications du Laboratoire de constructions hydrauliques Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne Editeur Prof Dr A Schleiss Ne N N 6 1998 1998 1998 2000 2002 N Beyer Portner Erosion des bassins versants alpins suisse par ruissellement de surface G De Cesare Alluvionnement des retenues par courants de turbidite J Dubois Comportement hydraulique et mod lisation des coulements de surface J Dubois J L Boillat Routing System Mod lisation du routage de crues dans des syst mes hydrauliques surface libre et suivants voir verso page titre 2005 LCH Communication 23 Partenaires du MAS en amenagements hydrauliques Partners of t
46. the height of the water is not considered being all sediments located in the 2 65 m of the current Thus the sediments in suspension will also pass over the obstacle In order to estimate the efficiency of this alternative a simple calculation was made consider ing no changes in the current behaviour It was considered that the obstacle would be efficient until the deposed sediments reach a depth of 2 6 m height of the head of the current for the de sign flood upstream of its section which corresponds to an elevation of 1775 6 m asl For that elevation the storage capacity upstream of the dam is approximately 80 000 m almost 5 floods like the October 2000 event It is important to remember that these values are calculated with simple considerations and should be validated by means of a numerical model 5 NUMERICAL SIMULATIONS USING CFX 4 5 1 Current situation For the current situation of the reservoir seven simulations were performed the 1960 and 2000 floods as well as the 100 years design flood were calculated with 15 and 30 g l of maxi mum concentration while the annual flood was only simulated with a sediment concentration of 15 g l The computational domain for the calculations is shown in Figure 22 The analysis was done after 33h20 120 000 seconds from beginning of the flood At this moment the inflow concen tration is practically 0 g l and the inflow discharge has reached the base flow at the inlet Figure 23 shows t
47. tributaries Analyse du systeme et calcules de retention pour le lac de Grimsel et ses apports Carl Arthur Eder Bischofszell Schweiz ABSTRACT The Kraftwerke Oberhasli AG KWO AG wants to rehabilitate and extend the existing infrastructure in five phases The third phase contains the increase of the Lake Grimsel By heightening the dam by 23 m the energy production will change from 40 to 55 in win ter and from 60 to 45 in summer Information concerning the hydrologic and hydraulic behaviour of the involved catchments are elaborated by using the computer programme Routing System II The modelling for the period of construction is based on a 20 year flood Based on the modelling results measurements and re quirements are elaborated for the flood protection of the construction site and its installations In particular is showed how the operation of production can be optimized so that the flood into the Aare will be as small as possible Analogous simulations are executed for the period after finali sation of the heightening and the case of a PMF flood showing of the optimized operation of production RESUME Les Forces motrices de Oberhasli SA KWO SA sont en train de r habiliter et de d velopper leurs installations en cing tapes Grace a une sur l vation des barrages de 23 m la production nerg tique va passer en hiver de 40 55 et en t de 60 45 Des informations concernant le comportement hydrologique et hyd
48. tudi sont la r alisation d un bassin de r tention d une capacit hydraulique de 14 000m3 et la mise en place d une digue de 170m de long sur une hauteur d 1m en moyenne Les points forts du projet se r sument comme suit e Les ouvrages de protection sont tr s simples r aliser ils consistent essentiellement en des ouvrages de terrassements et d am nagements dont la technique est courante e La r duction du risque est forte les am nagements propos s permettent de g rer la crue centennale sans d bordement en dehors du lit mineur alors qu actuellement certains tron ons d bordent d j aux environs d un d bit d cennal Les objectifs de protections sont r alis s et atteignent pleinement les exigences f d rales e Les co ts sont limit s en les rapportant aux d g ts potentiels l ordre de grandeur est au moins 7 fois inf rieur ce fait est induit par la simplicit de mise en uvre des travaux e integration des ouvrages est r ussie facilit e par le genre d ouvrages choisis elle permet non seulement de r duire l impact visuel des quipements mais aussi d apporter une valeur ajout e au projet par la cr ation de biotopes L tude r pond aux diff rents crit res scientifiques mais aussi et surtout int gre les aspects conomique cologique et sociologique conform ment aux besoins des initiateurs du projet Finalement la pr sente tude donne les informations n cessaires
49. tzte man sich zur Ermittlung der Geschwindigkeit auf die Berechnungsformeln von Hager W H 1992 3 2 Modellgesetze Gem ss Boes 2000 nehmen Luftblasen im Modell eine proportional zu grosse Ordnung ein Kobus 1984 Ergebnisse aus Modellversuchen mit Lufteintrag sind daher nur unter Vorbehalt auf Prototypen bertragbar Stephenson 1991 Christodulu 1997 Um den Einfluss der ber proportionalit t zu reduzieren werden grossmassst bliche Modelle empfohlen 1 3 1 5 Gem ss Boes 2000 beobachtete Schulz 1996 bei Modellen 1 30 f r Reynoldszahlen lt 10E5 Z higkeitseinfl sse Weitere Literaturquellen weisen auf eine Mindestabflusstiefe von 0 050 0 100 m hin Klei nere Tiefen haben Einfluss auf die Oberfl chenspannung Bez glich Durchfluss weisen Hager W H und Bremen R 1989 auf einen spezifischen Mindestabfluss von 0 100m s hin 3 3 Getroffene Annahmen Folgende Annahmen wurden getroffen 1 Die Fliessgeschwindigkeit von Wasser und Luft weisen dieselbe Gr sse und Orientierung auf 2 Die linear gemessene Luftkonzentration der X Achse d rfe r umlich integriert werden 3 Der Einsatz und die Auswertung von einer einzigen Sondenspitze sei ausreichend 4 MODELLVERSUCHE Die Kennzahlen der durchgef hrten Versuche sind aus Tabelle 1 ersichtlich Lufttransport im Klassischen Wechselsprung Beobachtungen zum Lufteintrags und Luftaustrags Verhalten Benennung MI M2 M3 M4 M5 ee ern 0 117 0 086 k nstlich zug
50. und Luftaustrags Verhalten 5 HNLICHKEITEN DER MESSERIEN Alle f nf Serien werden miteinander verglichen obwohl f r die letzten drei Messungen eine Er satzsonde eingesetzt wurde Auf die geringe Anzahl Messungen sei hingewiesen In Abh ngigkeit der Froudezahlen ergab sich f r die Konjugierten Tiefen angen hert folgen de lineare Beziehung y 1 33F 0 23 2 9 lt F lt 6 7 6 Bei der Wasseroberfl che zeigt der Vergleich von eigener Vermessung und vorgegebener Ann herung dass die Grundstruktur der Formel der Wasserspiegellinie hy h h h h tgh 1 5X O lt X lt 1 6 7 gut auf die gemessenen Werte bertragen werden kann Um eine Trendlinie zu erhalten wurde f r die aktuell gemessenen Werte der Versuche ohne Bel ftung der Faktor innerhalb des tgh von 1 5 auf 1 9 angehoben Die Ursache dieses Unterschiedes k nnte am menschlich unterschiedli chen Zeitempfinden bei den Vermessungsarbeiten oder an der Definition der Wasserspiegellinie liegen F r Versuche mit Vorbel ftung wurde der Faktor auf 2 3 angehoben ho liegt angen hert auf y 1 1tgh 2 9 X wo 0 0 lt X lt 08 Die allgemeine Annahme dass hwr ho 99 sei wurde als Fehlannahme erkannt Die gemessene Luftkonzentration im oberfl chennahen Bereich weist meist weniger als 90 auf bei X 0 75 weist sie bei s mtlichen Messungen einen lokalen Konzentrationseinbruch von C lt 50 vor Dies k nnte daher kommen dass dieser Bereich mit r ckw rts str mend
51. variante D et l autre d une emprise plus importante accompagn e d une zone revitalis e variante E Le tableau suivant r sume les principales caract ristiques de chaque variante p 9 z 8 o 5 HN n D S 4 z Restitutions a S a S 2 f S lt E ar l amont 2TE S Sco E 85 53 5 Le ot E tg 83 x4 ne Chippis Retenue Oui Marais Variante A Les Iles St L onard 55 km d Ardon en Oui Marais Stade 0 85 Chandoline Polder d Ardon d eau vive VarianteB Riddes Chippis 49 km Non Non Retenue 0 75 St L onard i f Chandoline Oui partie Oui er Variante C Riddes Kendi 49 km restante du largissement Retenue 0 40 Bisudren coude du Rh ne Variante D Martigny Chippis 38 km Non Non Retenue 0 40 St Leonard Chandoline Cine Variante E Martigny Nendaz 40 km Non 85 Retenue 0 90 Bieudron du Verney Econe Tableau 1 Caract ristiques principales des diff rentes variantes 3 M THODOLOGIE La m thodologie employ e pour mener bien cette tude s appuie sur les objectifs et contraintes communs toutes les variantes Ceux ci ont t distingu s en deux cat gories de contraintes au cours de la premi re phase de l tude relative aux pr dimensionnements et d tails conceptuels Contraintes d implantation Les contraintes d implantation constitu es de la crue de projet et de la surface disponible sont li
52. 2 the water level in the vertical shaft is not modified when compared to the con dition where the system is charged only by the upstream source condition 1 e When closing the horizontal conduit condition 3 closing the head of the shafts con dition 4 as well as simultaneously closing the horizontal conduit and the shafts condi tion 5 do not bring any significant changes of the hydraulic capacity of the system and the maximum discharge of the capacity remains still the same as before 11 7 I s 4 17 m s on prototype b Orifice enlargement Experimental tests performed with different opening of the orifice showed that a widening higher than 8 2 cm does not influence the system capacity Figure 6 shows the relationship between flow and water level before and after enlarging the ori fice of the outlet Results show that enlarging the orifice outlet from 6 2 cm to 8 2 cm can im prove the capacity of the system up to 7 In other words the flow corresponding to the limit of overflow was increased to 7 compared to the initial condition The parameters needed to be found to observe the calculated water level based on the formulas were found after the experi mental measurements on the physical model based on the following formula Q C xSXJ2gh Where Cc is the coefficient of contraction and depends on the geometry of the surface The coef ficient of contraction is calculated by the measured points 73 Bahareh DOROUDIAN 74
53. 2016 At present 3 projects in Laos namely Nam Theun 2 1086 MW Nam Ngum 2 460 MW and Nam Theun 1 525 MW are in various stages of development targeting Thailand as the market There does not seem to be a problem of demand in Thailand However considering the growing competition from the gas turbines and other alternatives available to Thailand only the best projects in Laos which can generate electricity in cheaper price are viable for export 207 Sunil THAPA 3 1 2 Vietnam Although Laos has signed a MoU to export 2000 MW of power to Vietnam no sign of consid erable development is taking place at present Therefore Vietnam will not be a market for Laos in near future as it has other sources of energy within the country itself including high potential of unexploited hydropower 3 2 Market of Nepal Nepal is a member country of SAARC South Asian Association for Regional Cooperation nations Other member countries are India Bhutan Bangladesh Maldives Sri Lanka and Paki stan Since there is no regional power grid at present to connect these South Asian countries some initiative is being taken to connect the growth quadrangle comprising of Nepal India Bhutan and Bangladesh Therefore in the near future only India and Bangladesh are perceived to be the potential market of Nepal and hence in the following table the energy sources of poten tial markets and competitor of Nepal is presented Table 5 Energy sources of some of
54. 866 1 864 4 1 862 1 860 1 858 1 856 1 854 Niveau m M 0 5 10 15 20 25 30 35 Zeit Stunden Figur 6 Grimselsee Wasserspiegelkurve f r Qo der Varianten Nr 201 208 und 212 Die Simulationen zeigen je gr sser das Abflussvolumen des Grimselsees ist um so gr sser ist der Wasserspiegelanstieg des R terichsbodensees und um so gr sser ist die Abflussleistung der Aare bei Handeck Die Simulationsresultate der Variante 212 erfordern eine vertiefte Erl uterung Der anf ng lich starke Anstieg des Abflussvolumenstromes aus dem R terichsbodensee ist mit dem grossen Abflussvolumenstrom des Grimselsees begr ndet alle drei Organe sind offen Der Abfluss der Aare zeigt dass das gestaffelte Schliessen der Ablassorgane der Variante 212 zu einem gleichm ssigeren Abfluss f hrt Die Summe aller Zufl sse betr gt ca 205 m s und der maxima 100 Systemanalyse mit Retentionsberechnungen f r den Grimselsee und seiner Zufl sse le Abfluss der Variante 212 betr gt ca 130 m s Dieser Wert betr gt nur 2 3 des Wertes aller Zufl sse Wird ber cksichtigt dass dies bei vollem R terichsbodensee und bei einem Anstieg des Grimselsee Wasserspiegels um nur 2 5 m erreicht werden kann so kann von einer markan ten D mpfung gesprochen werden Die Figuren 7 und 8 zeigen deutlich den D mpfungseffekt der Variante 212 Es ist zu beach ten dass der Anstieg der Variante 208
55. 90 ha valeurs minimales et maximales de surface des variantes permet d observer les r sultats suivants Les deux sites remplissent les conditions n cessaires la gestion du marnage aval La diff rence de superficie s observe dans la retenue par une diff rence de fr quence dans les battements de niveau du r servoir La diff rence de production entre les deux sites sur un bilan nerg tique estim sommairement est minime 37 GWh pour 40 ha contre 38 GWh pour 90 ha Un site de 40 ha simul avec une hauteur d exploitation permise par la hauteur de digue actuelle parvient galement r guler le marnage mais les battements de niveau du fleuve l aval sont plus marqu s et l nergie produite diminue d environ un quart 27 GWh Particularit s La variante Al barrage usine au site des Iles a son plan d eau limit en hauteur d exploitation par les restitutions de Nendaz et Bieudron Ceci a une influence directe sur la production d nergie et peut limiter la gestion du marnage lors de certaines p riodes de l ann e La variante A2 site des Iles fonctionnant en marnage anticip est limit e sur plusieurs aspects notamment Limites sur le turbinage impossibilit de turbiner pendant que les restitutions sont en fonction impossibilit de turbiner en heure pleine Limites sur le marnage obligation de suivre les cycles de turbinage aval r gulation non plus hebdomadaire mais quot
56. Comparison of computed deposited sediment volumes on the long term Numerical Modeling of Hydraulics and Morphology of the Rhone between Geneva and Chancy Pougny A comparison of the different computed thalwegs on the long term is presented in Fig 11 below It is noted that mostly half of the reservoir downstream of profile R12 reaches its dynamic equilibrium condition at about 360 m a s l and also the transition period varies from upstream to downstream from 5 to 25 years The lowest part near the dam reaches its equilibrium after about 25 years The profile R19 reaches its equilibrium earlier than the profile R24 R19 is located at a bend and the width of the section is almost half of the width at section R24 To attain similar ve locity and shear stress profile R24 would have to raise its bottom more than section R19 which is in agreement with the results The region between the Junction and profile R7 is subjected to erosion This is due to the addi tional discharge from Seujet which most often contains no sediment The additional pure water is able to erode before reaching local equilibrium sediment transport conditions The profiles are shown in Fig 1 368 366 364 362 360 358 Elevation m 356 354 _ Ai profile R7 At profile R12 At profile R19 352 At profile R24 At profile R30 At profile R2 0 6 12 18 24 30 36 42 48 Time years
57. FLAP F 2 EEE TT tittitrtttieriotriet tori i BAA TT ee kk hd b a CRECILELLELN Mr War FAST gr FFE Mrz A CA meismenesrssne 2 CTET E E eee TETO ee E i J rez ire fi Ef Eger PEE r 5 L LLTI TEEF re nn ee i Area in front of the inlet structure Inlet structure Figure 1 Plan of the physical model 2 1 Inroduction An experimental facility for the model of Flood Polder at the river Mangfall in a scale of 1 25 satisfying the Froude scaling law was built at the Laboratory of Hydraulic and Water Resources Engineering Oskar von Miller Institute Obernach Germany refer fig 1 The construction of the model includes partly the river it presents 300 m of its current in prototype the inlet 108 Flood polder at the river Mangfall South Bavaria Germany structure and flood polder entrance which is presented from 1km long channel and has the function to lead the flow to the polder sand traps downstream of the river and downstream of the polder and a calming zone at the model entrance 2 2 Model roughness calculation and simulation of vegetation Setting up of the roughness coefficient of the river bed and banks the flood plain along the river and the area in front of the inlet area refer fig 1 should be effectuated before any experimental work so as to simulate the roughness in the nature and to enable obtaining of reliable results Before the calibration has started the mod
58. Gebidem qui se situe en amont de Vi ge Les s diments charri s sont a l origine de fortes perturbations de la prise d eau et du systeme de refroidissement Objectif principal de cette tude est de trouver une solution int grale au probleme des crues de l alluvionnement et des tiages La m thodologie de l tude contient les phases suivantes l analyse des dangers d finition des objectifs de protection l analyse hydraulique et du transport solide s lection des mesures de protections et d finition des risques r siduels ZUSAMMENFASSUNG Die Lonza bezieht ihr K hlwasser via zwei Wasserfassungen aus der Rhone Die Wasserfassungen k nnen vor allem bei Hochwasser und w hrend der j hrlichen Sp lung des Stau sees Gebidem Massa versanden Diese Studie hat zum Ziel eine integrale L sung aufzuzeigen f r Prob leme wie sie bei Hochwasser Beckensp lungen aber auch bei Niedrigwasser auftreten Die Studie bein haltet neben der Beschaffung von Grundlagendaten und Gef hrdungssituationen auch die Festlegung von Schutzzielen und Massnahmen sowie die numerische Ermittlung des Geschiebetransportes und schl gt L sungsvarianten mit Restrisikobetrachtungen vor 1 EINLEITUNG Die vorliegende Studie befasst sich mit der Erstellung einer neuen Rhonewasserfassung zur Si cherstellung der K hlwasserversorgung der Lonza in Visp Das Wasser welches mittels zweier Fassungen der Rhone entnommen wird dient zur K hlung von chemischen Proze
59. Geschiebefreiheit gwa 11 2000 SVGW Z rich 2 De Cesare Giovanni Dr Boillat Jean Louis 1996 Rhonewasserfassung Visp hydraulische Modell versuche Schlussbericht EPFL LCH Lausanne 3 Sinniger R De Cesare Giovanni 1996 Internationaler Symposium 28 29 M rz 1996 in Z rich Sp lung von Grundablassstollen Theorie und Modellversuche 4 Dr Koen Blanckaert 2004 Nachdiplomkurs Hydraulischen Anlagen 2003 2005 Vorlesungen Mo dul 5 2 Transport de sediments et morphologie des cours d eau EPFL LCH Lausanne 5 Mardini R EPFL LCH 1996 Documentation Travail pratique de dipl me Prise d eau dans le Rh ne a Vi ge protection contre l ensablement EPFL LCH Lausanne 6 Hydrologischer Atlas der Schweiz 1990 2004 7 Graf W H Altinakar M S 1998 Trait de G nie Civil de EPFL Volume 16 Hydraulique fluviale Presses Polytechniques Universitaires Romandes 8 Schleiss Anton Prof Dr 2002 Am nagements hydrauliques EPFL ICARE LCH 9 Sch berl S Prof Scheuerlein H Prof Universit t Insbruck 2004 Nachdiplomkurs Hydraulischen Anlagen 2003 2005 EPFL LCH Vorlesungen Modul 3 10 Ackers P et W R White 1973 Sediment Transport New Approach and Analysis Proc Am Soc Civil Engrs Vol 111 HY11 USA 11 Einstein H A 1950 The Bed Load Function for Sediment Transportation in Open Channel Flows US Dept Agr Soil Conserv Service T B No 1
60. I ouvrage de contr le et le d bit sortant d passe la limite de 18m s Finalement le mod le permet de d finir les dimensions du d versoir d optimiser les dimensions de la r tention et de pr ciser les caract ristiques du trop plein en fonction du plan d eau maximum La limite extr me du plan d eau est fix e 397m mer Table 3 Dimensions r sultantes des routages num riques R tention D versoir Trop plein Vidange Qs max Volume H1 2max b HO B Hsup Diam Dur e Q100 18m s 13 710m 396 0m 3 5m 394 7m 10m 396 5m 0 3m 25h14 EHQ 28m s 18 480m 396 6m 3 5m 394 7m 10m 396 6m 0 3m 25h Hydrogrammes Crue 35 00 Qe 8 06 96 30 00 25 00 Effets du r gulateur Qs tot 20 00 E Qechange 15 00 Q m3 s 10 00 a 5 00 60 2000 400 6000 0 00 Oscillations si H1 H2 8000 10000 12000 10 00 t sec Fig 12 hydrogrammes du modele 6 STABILITE DU REMBLAICFF 6 1 Probleme pose Le bassin de r tention est situ droit au pied du remblai CFF Le pied du remblai CFF doit tre am nag de maniere a maitriser les nouvelles contraintes provoqu es par la r alisation du bassin de r tention Il s agit donc de d finir les mesures constructives et les besoins d tudes g otechniques compl mentaires 6 2 Etude hydrog ologique Sur la ba
61. Italian border and map of the Livigno Reservoir The construction of the Punt dal Gall arch dam was completed in 1968 The dam with 130 m of height and 540 m of crest length forms a lake with two arms The principal West arm of the reservoir object of this study is approximately 9 km long and is formed by the Sp l River The dam has a gated spillway with a capacity of 280 m s The first main stage of energy production consists of the Ova Spin power station in the Sp l Valley With a capacity of 47 MW the powerhouse turbines water from Lake Livigno in winter and pumps water to the lake 50 MW in summer The Ova Spin power station with the two units is located birds nest like bellow the spillway chute of the dam forming the compensation basin with a storage capacity of 6 2 million m The main inflow is water from the Inn River which captured at the S chanf intake and directed through a freeflow tunnel over 15 kilometers The water from the Ova Spin compensation basin passes through the turbines in the Pradella power station 280 MW which represents 75 of the gross energy produced The water flows through a 23 kilometer pressure tunnel between Ova Spin and Pradella and after the turbines is collected in a compensation basin with 260 000 m capacity which also receives water from the Inn River This basin s contents are then further processed through another 14 3 km long pres sure tunnel to the Martina power station 74 MW The enti
62. Marcelo Leite Ribeiro Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL Laboratory of Hydraulic Constructions LCH CH 1015 Lausanne Switzerland ABSTRACT This document presents the study of technical solutions against the sedimentation due to turbidity currents in the Livigno Reservoir Switzerland The alternatives are a pervious rockfill dam and a geotextile screen 6 5 km and 2 5 km upstream of the Punt dal Gall dam in the West arm of the reservoir After numerical simulations it can be highlighted that approximately 60 of the sediment deposits during one flood event occur in the first 3 0 km of the reservoir and about 90 settle upstream of a proposed section for a geotextile screen Thus a geotextile screen is not necessary With an 8 m high barrier the volume of sediment deposits in the first 3 0 km of the reservoir increases to 76 and if 12 m high to 87 If the construction of the ob stacles seems not necessary it can be crucial during the empting of the reservoir blocking the sediments already settled from flowing downstream RESUME Le pr sent document pr sent tude de solutions techniques contre alluvionnement par courants de turbidit au Lac Livigno Suisse Les alternatives sont un barrage perm able et un cran geotextile 6 5 et 2 5 km en amont du barrage Punt dal Gall au bras ouest du r servoir respectivement D apres les simulations num riques il ressort que approximativement 60 des s diments d pos
63. The Tala HPP with installed capacity of 1020 MW is going to be completed by the end of this year and the energy from there will be exported to India Two projects with combined installed capacity of 1080 MW are in implementation phase and DPR Detailed Project Report is being formulated by the two Governments for the massive 4060 MW Sankosh project Bhutan is a willing partner of India which has agreed to trade energy in Indian currency is a potential competitor of Nepal The rate of energy sold by Bhutan to India is also cheap as com pared to the rate that Nepal can afford to sell Considering the huge market of India and that of Bangladesh in future the power from Bhutan may not be enough but the Bhutan Model of Power Development may establish a precedence in the case of Nepal also which will be difficult for Nepali people to accept 5 Cases of Export Projects Being Launched 5 1 Nam Theun 2 of Laos Nam Theun 2 HPP is one of the most attractive projects of Laos in Nam Theun River with the generation cost of US cents 1 6 kWh Nam Theun 2 HPP was delayed for about a decade first due to the economic crisis of Thailand and later due to environmental issues about the project The Power Purchase Agreement PPA between EGAT Electricity Generating Authority of Thailand and Nam Theun 2 Power Company Limited NTPC was signed in Nov 2003 The 209 Sunil THAPA project is about to go on construction now Out of the installed capacity of 1086
64. To 6 zu Haeurnetteim Mn m 28 2 228 Puissance mac Pa mm m 2 0 Production DE LL Projet ie du Doubs a Omur niveau amont non stable Variante Symbole Une TTT 2 a Hauteur nette m Puissance max a an Production CE e tonaj 2346363 2400300 Figure 13 tableau des r sultats de calcul de production Le tableau r sume les variantes et nous donne les informations de base pour les 3 variantes et pour chaque mode d exploitation On constate que les variantes 2 et 3 sont les plus int ressantes au niveau de la production d nergie Le fait de changer de mode de fonctionnement influence galement beaucoup la production environ 18 de plus La variante 2 si on la compare avec la variante 3 montre que du fait qu il n y a pas de d bit r siduel on peut turbiner quasiment toute l ann e sans interruption 10 CHOIX D UNE VARIANTE La variante retenue est la variante 2 car elle pr sente la possibilit d avoir une bonne production tout en diminuant au maximum les impacts envers les voisins L int gration de I installation 39 Pierre Alain BOURQUARD 40 dans le barrage offre l avantage d exploiter au maximum le debit a disposition En plus l installation est tr s compacte c est dire que les ouvrages tels que canal amont b timent des machines et canal de fuite sont tr s court usine au fil de l eau On note toutefois comme desavantages le fais de travailler
65. Val Verzasca laval du barrage de Contra pr dominance de conif res et arbustes de type pionnier Il ne comprend par contre pas de glaciers Ce bassin versant a subi une forte intervention anthropique dans sa partie aval avec la construction du barrage de Contra pendant les ann es 60 Pour acqu rir une meilleure connaissance de l hydrologie locale il a donc fallu partager le bassin versant en trois secteurs du nord au sud Suivant cet axe le r gime naturel de la crue hydrologique subit des transformations de plus en plus fortes jusqu a acqu rir un comportement totalement artificiel L hydrologie du premier sous bassin versant de 185 km d crit un r gime de crue naturel et l embouchure avec le lac artificiel de Contra une station de mesure f d rale enregistre ce comportement Le deuxi me bassin versant de 40 km comprend un axe lin aire qui est le lac artificiel les apports d eau se font par ruissellement direct dans le lac par une s rie de ruisseaux la transformation du d bit est enregistr e et mesur e sous forme de variation du plan d eau du lac Le routage des crues dans le troisi me bassin versant de 2 km est fortement influenc par le r gime artificiel du barrage de Contra il n y a pas d coulement dans la vall e except pendant les p riodes ou les organes d vacuation de crue du barrage sont en action La transformation du d bit est biais e par exploitation du lac artificiel de Contr
66. Wasserfassungen Stauanlagen Triebwassersyste men und weiterer hydraulischer Bauwerke bestehen k nnen Alle Anlageteile k nnen grunds tz lich durch die elementaren hydraulischen Funktionen wie Ableitung R ckhalt in Speichern oder Abfluss in Fliessgew ssern im nachzubildenden Netzwerk beschrieben werden Diese Funktio nen durch Symbole dargestellt k nnen frei in einem Bildschirmfenster zusammengef gt wer den Die gesamtheitliche Betrachtung eines hydraulischen Systems ist in vielen F llen unumg ng lich Routing System II erleichtert komplexe Analysen dank seiner graphischen Benutzeroberfl che und einer Programmarchitektur welche ausserdem f r weitere Neuentwicklungen des An wenders vollkommen offen ist 4 3 Das Benutzerhandbuch zu Routing System II Das im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Benutzerhandbuch Routing System II erstellt um neue Anwender des Computerprogramms Routing System II m glichst rasch mit den Eigenschaften und der praktischen Benutzung des Programms vertraut zu machen 5 BERPR FUNG DER PLAUSIBILIT T In einer ersten Phase war es wichtig die Nachvollziehbarkeit der Resultate abzukl ren Zu diesem Zweck wurde ein vereinfachtes Anlagekonzept f r den Grimselsee und den R trichsbo densee modelliert Mit neun Varianten wurden zwei verschiedene Situationen simuliert Pr fung der Wasserspiegelschwankungen des R terichsbodensees bei verschiedenen Was serspiegeln zu Beginn der Berechnungen Pr fung der
67. and highly compressible pore fluid with assumption of 2 air entrainment Fig 2 171 Sitaram NEUPANE ee Wave Rapid drawdown 5m 10 m Figure 5 1 D and 2 D models used in numerical simulation 4 3 Results From the results of numerical simulation it can be seen apparently that the effect of rapid draw down is to increase the pore water pressure and to decrease the effective stress whereas the ef fect of rapid filling is just opposite to that as long as the pore fluid is compressible In the fol lowing discussion excess pore water pressure is termed as the actual pore water pressure with the effect of rapid drawdown or wave loading minus the corresponding instantaneous hydro static pore water pressure without the effect of drawdown or wave loading Excess pore water pressure is positive for the rapid drawdown case whereas it is negative for the rapid filling case Similarly drop in effective stress is defined as the actual effective stress with the effect of rapid drawdown or wave loading minus the corresponding instantaneous effective stress without the effect of drawdown or wave loading Drop in effective stress is negative for the rapid draw down case and is positive for the rapid filling case D 10 Figure 6 Schematic representation of evolution of excess pore water pressure 172 Behavior of submerged unsaturated soil under the effect of rapid drawdown and wave It is found that as
68. assurer une s curit vis vis d une crue Qo Une simulation non stationnaire a t r alis e pour valider le concept 1 INTRODUCTION La f d ration suisse de ski nautique d sire depuis longtemps construire un bassin permettant de s entra ner et d organiser des comp titions dans des conditions optimales Le site choisi se situe en p riph rie de la ville d Y verdon les Bains dans le Nord vaudois Il se trouve dans la partie aval de la plaine de l Orbe dont le bassin versant de plus de 590 km draine les eaux d une zone comprise du Nord au Sud entre le Jura et le Gros de Vaud et entre le lac de Neuchatel et la Vall e de Joux Le projet pr voit la cr ation de deux plans d eau creus s dans la nappe phr atique de 750 metres de long par 70 m tres de large Le site choisi est situ aux abords de l a rodrome sur des terrains agricoles de peu de valeur car r guli rement inond s par les cours d eau avoisinant et ou par une remontee de la nappe phr atique Le Service des Eaux Sol et Assainissement SESA a assujetti la d livrance du permis de construire de ce projet a la possibilit d utiliser les bassins de ski nautique pour prot ger la ville d Y verdon les Bains contre les crues En effet les terrains situ s le long du Canal Occidental en aval du point X sont inond s de mani re r currente Le concept g n ral consiste d verser une partie des eaux du canal Occidental dans le bassin de ski nautique avant de la rest
69. at the river Mangfall South Bavaria Germany Kst is the roughness of bed material and Kst d Kst 26 90 3 2 when A 2 0 726 D 8x Fr 0 047 where is the transport intensity by Meyer Peter m xp X exp Xd where m is the transported volume per unit of width and time t m s Following the above described pattern one calculates the sediment transport rates for low and high flood event using the given parameters mean grain size d 0 03 m sand density Pr 2 65 t m water density p 1 00 t m and gravitation g 9 81 m s one calculates the sediment transport rates in model scale respectively for HQ and for HQio9 mp 42 6 g s and mr 103 9 g s Be cause of lack of capability to handle the calculated sediment rate amount for the case of HQ 00 it has been decided that 50 of the calculated sediment volume rate would be enough to make a reasonable investigation of developing of the solid body along the river mes Moving developing of sediment body Final stage and deposing of sediment body Figure 4 Sketches for developing of the sedimentation body for the case of low flood event HQ jo and closed gates left and high flood event and open gates right 4 2 1 Results for HQ o without River Sill and closed gates The experiment has been conducted in seven time steps each of them with 60 min duration The sand has been carried out by the current toward the sand trap downstream of th
70. bassin versant 2 par ruissellement direct Le calage de cette fonction se fait sur la p riode 1996 2004 pendant laquelle nous disposons d une s rie de niveaux d eau enregistr s par l exploitant du barrage de Contra Tenant compte de l exploitation du sous tirage d eau par les turbines et du d bit d tiage que l exploitant doit rel cher il est possible de constituer un hydrogramme pas de temps continu des apports dans le lac artificiel La fonction de transfert entre l hydrogramme entrant et l hydrogramme des apports totaux a t cal sur la p riode 96 04 pas de temps journalier et valid au pas de temps horaire sur la base d v nements de crue enregistr s la station de Campioi et aux organes d vacuation de crue Avec cette fonction 1l est possible de r g n rer le diagramme de d bits de 1979 fin 2004 2 5 Module hydrologique 3 Sur la base des fonctions de remplissage du bassin artificiel et sur la base de la fonction de sortie des organes d vacuation des crues il est possible de moduler le diagramme de crues en proposant diff rentes hypoth ses li es l exploitation du barrage L tablissement d une carte de danger nous impose une gestion critique de ces hypoth ses de base de telle sorte que le diagramme qui en ressort soit du cot de la s curit Le mod le a subi l introduction de hypoth ses tr s s lectives tel la hauteur d exploitation toujours tr s haute au d but
71. bed always reaches critical conditions for ds whereas the bank attains the equilibrium at 358 m a s l and for dog the bed reaches equilibrium at 360 m a s l for which the bed attains nearly 364 m a s l which is shown in Fig 7 below Velocity m s Shear stress N m2 Oo OO OUT 025 EE 42 COM 0 067 075 hoo ou oos oog ll ls 17 o 022 025 Fig 6 Comparison of stress and velocity in bed and bank of Profile R30 Result from CCHE 2D Krishna Prasad DULAL From this comparison it can be concluded that the used critical values of velocity and stress are not representative for the bed particles if these are different than the particles on the banks If the data on bed particle is available then the elevation would decrease by a certain limit for the ac tual bottom granulometric conditions So the output from the computed results would be on the higher side 1 40 Velocity in Bed 1D 1 20 Velocity in Bank 2D f Velocity in Bed 2D Critical velocity d50 moe Critical velocity d90 T 0 80 2 0 60 S 0 40 0 20 0 00 352 354 356 358 360 362 364 366 368 Elevation m Fig 7 Critical elevations in bed and banks with velocity criteria From the analytical approach it is summarized that the equilibrium bottom elevations lies in the band as shown in Fig 8 below It is noted that the elevation for the critical condition is higher than 360 m a s l It might have consequenc
72. been glued in triangular form which has been judged as more appropriate 2 3 Model roughness calibration at the experiment flume In order to verify the above described calculations a physical model test in an existing for calibration purpose flume has been conducted After running various discharges and measuring the corresponding height the coefficient of Strickler corresponding to the nature scale has been calculated by using Vs x 25 Im s k t nat 92 o S i R x Ja V25 2 3 1 Experiment concerning the roughness calibration of the flood plain Two tests have been done with testing various discharges The corresponding water levels are read by mean of point gauge The hydraulic radius is supposed equal to the flow heighth R be cause the wooden blocks are covering only the channel bed and not the sides The values of the calculated coefficient of Strickler k 8 23 m N JS for the first test and k 7 06 m s for the second test have been in the same range as the ones assumed from the numerical model and namely k 10 m 3 7g refer 2 2 The results have been satisfying the goal of the calibration There has been a small margin judged as acceptable 2 3 2 Experiment concerning the roughness calibration of the area in front the inlet structure Three tests have been done for the purpose of that calibration The obtained values k 24 11 m s for the first test k 26 29 m 185 for the second Re and k
73. co ts d amortissement et d exploitation sont les suivants AMORTISSEMENTS Co t annuel Amortissement barrage 50 ans 25 ans Taux d int r t 4 4 Coefficient d annuit 4 655 6 401 Annuit fixe Barrage CHF 16 292 57 CHF 22 404 19 Amortissement canal usines 25 ans 25 ans Taux d int r t 4 4 Coefficient d annuit 6 401 6 401 Annuit fixe canal usines CHF 63 371 84 CHF 63 371 84 DEPENSES D EXPLOITATION Co t annuel 1 Frais de personnel 5 d un temps plein 6 000 00 6 000 00 2 Mat riel divers de maintenance 2 000 00 2 000 00 3 Evacuation produit de d grilleur 2 000 00 2000 00 4 Taxes et assurances 1000 00 1000 00 5 Redevance hydraulique exon r e lt 1 MW 20 ae 20 no 6 Revisions des 5 10 et 15 ans D penses d exploitation CHEF 13 000 00 CHEF 13 000 00 Total co t annuel CHF 92 664 41 CHF 98 776 03 Deux variantes sont consid r es pour le calcul du prix de revient Dans la premi re variante l amortissement de l investissement pour la r fection du barrage est fait sur 50 ans alors que dans la deuxi me variante il est fait sur 25 ans Le calcul du prix de revient du kWh produit conduit aux r sultats suivants Prix de revient amortissement du barrage sur 50 ans autres installations sur 25 ans Total co t annuel 92 664 41 Sfr Energie annuelle production 463 000 kWh Prix revient 20 01cts kWh Prix de revient amor
74. compressibility of an air water mixture is predominantly influ enced by the compressibility of the free air portion When the soil voids are completely filled with air S 0 0 the compressibility of the pore fluid is equal to the isothermal compressibility of air i e 4 94 x 10 kN m whereas at satura tion i e S 1 0 the soil voids are completely filled with water and pore fluid compressibility becomes equal to that of water i e 4 58 x 10 kN m The compressibility of the water is of significance only when the soil is fully saturated Fig 2 In nature the entrapped air content as free air or as dissolved air typically ranges from 0 to 20 of the bulk soil volume Fredlund amp Rahardjo 1993 For an air entrainment of approxi mately 20 of the volume of voids the compressibility of pore fluid increases approximately by 4 000 times as compared to the fully saturated case The inclusion of even 5 of air in the soil is sufficient to increase the pore fluid compressibility nearly by 1 000 times Fig 2 2 2 Concept of effective stress The stress state of a soil which is the stress experienced by soil s solid phase or skeleton can be characterized in terms of non material variables called stress state variables The number of stress state variables required for the description of the stress state of a soil depends primarily upon the number of phases involved and not upon the physical properties of the soil Fo
75. d bris organiques ou d inclusions tourbeuses d origines palustres le tout ayant t d pos sur de la moraine Wurmienne Le substratum rocheux est constitu de la molasse marneuse du Chattien L aquifere en zone S3 sert de bassin d alimentation 3 captages situ s de l autre c t des voies CFF la couverture humique tant plut t de faible paisseur les captages sont donc vuln rables aux pollutions de surface Une attention particuli re sera port e a la constitution du sol du bassin de r tention 8 3 Am nagements paysagers A part l ouvrage de contr le de la r tention le projet propos n utilise pas de b ton Les autres Ouvrages seront ex cut s en utilisant la topographie existante ils consistent pour leur grande majorit en travaux de terrassement Les ouvrages ont t concus pour tre aussi discret et int gr que possible Voici un inventaire succin des am nagements paysagers propos s e Arborisation de la surface de r tention et des rives touch es par les travaux 3000m Cr ation de biotopes humides ou secs dans la surface de r tention 5 600m Am nagements pour la faune amphibie benthique oiseaux selon possibilit s V g talisation des talus de la r tention topographiquement vari s 2000m R tablissement d un chemin pi tonnier divaguant dans la zone de r tention Installer une place de d tente selon les besoins rollois 9 EVALUATION DES CO TS 9 1 Aspects financi
76. d veloppement de l hydro lectricit dans les deux pays en vue de exportation et de l lectrification domestique a t analys e Tenant compte des similarit s entre les pays ces politiques ont t compar s de maniere a croiser exp riences et chercher des synergies Il a t conclu que le N pal doit chercher des compromis avec Inde en tant conscient des int r ts de celle ci en termes de gestion de ressources en eau alors que le Laos peut b n ficier du modele n palais de d veloppement de la petite hydro lectricit pour son lectrification domestique Dans les deux cas l tablissement de r seaux r gionaux a t identifi comme un l ment positif pour la diversification du march Les caract ristiques globales des projets hydro lectriques et les m thodes appliqu es ont t analys es Du fait que les deux pays n ont pas le m me systeme politique et que ces aspects n ont pas t pris en compte dans Il analyse il faut rester conscient d ventuels influences sur le choix de l approche de d veloppement suivie 203 Sunil THAPA 1 INTRODUCTION Both Laos and Nepal have large potential of hydropower Internal market in both the countries is much lower than the potential Hence this study has been conducted to explore the possibility of further development of hydropower in both countries 1 1 Objectives of the Study The following are the objectives of the study e Study of hydrop
77. danger terme la stabilit de celui ci Figure 2 La passe poisson le barrage Vue d aval 155 Nidia Socorro LLANTEN 3 2 Prise d eau du canal Les vannes de la prise d eau ainsi que la vanne de d charge sont v tustes et a peine manceuvrables Il sera n cessaire de les remplacer 3 3 Les usines hydro lectriques Dans l usine de la Papeterie la turbine et le d grilleur sont d mont s et entrepos s dans le b timent m me et sujets la corrosion En ce qui concerne l usine de Favarger la turbine et les installations hydrom caniques sont en bon tat En revanche il y aura lieu de remplacer l alternateur ainsi que les tableaux lectriques avec le commande control 3 4 Prise d eau de l ancienne Papeterie de Versoix L ancienne Papeterie de Versoix actuellement en d molition utilisait les eaux du canal pour la fabrication de papier Cette prise n a plus de fonction et peut tre d mantel e 3 5 Prise d eau de la Chocolaterie Favarger Depuis des ann es l entreprise Favarger utilise l eau du canal pour le refroidissement dans son proc d de fabrication de chocolats Cette prise d eau doit continuer de fonctionner 3 6 Usines Vouga et Vilvert Ces usines se trouvent hors service et arr t es d finitivement les propri taires respectifs ayant renonc leur droit d utilisation d eau 3 7 Le bief du canal de la Papeterie Entre la prise d eau du canal et l usine d
78. de l averse 260 m sur 270 et l absence de sous tirage par les turbines pendant les crues Avec cette fonction nous avons pu reconstituer le diagramme de d bits qui sortent des organes d vacuation des crues de 1979 fin 2004 2 6 R sultats Le r sultat plus int ressant en vue de l tablissement de la carte de danger est l obtention de Vhydrogramme pas de temps constant de 1979 2004 du d bit qui transite au travers les ouvrages d vacuation des crues de Contra Cette s rie de d bits ne correspond pas la s rie de d bits qui ont t r ellement enregistr s sur les seuils car les hypoth ses du module 3 ont t plus restrictives que ce qui tait le v ritable r gime d exploitation du barrage En r alit pendant les crues enregistr es au barrage le niveau d exploitation r el au d bit de la crue tait plus bas et il y 132 Etablissement de la carte des dangers du Val Verzasca l aval du barrage de Contra avait souvent un sous tirage de la part des turbines de 30 4 50 m s Etant donn que en vue de l etablissement de la carte de danger il est n cessaire de pr voir le cas plausible le plus pessimiste la valeur de crue est toujours du cot de la s curit Sur la base de cette s rie de d bits il est donc possible de proc der a la d termination des apports pour les temps de retour caract ristiques 3 DETERMINATION DES APPORTS 3 1 Introduction La recherche des valeurs des
79. de sp cifier la relation d bits temps de retour et d valuer la fr quence des d bordements des cours d eau Les extrapolations au del de 30 40 ans sont prendre avec prudence Protections contre les crues de la ville de Rolle Ouvrages de r tentions amp Equipements FONCTION DE PRODUCTION a Donn es Fe PLUIE BRUTE _ _ Fichier stm J Calcul za Calcul FONCTION DE TRANSFERT OTTHYMO in Standhyd Nashyd Fig 2 Mod le hydrologique L intervalle de confiance 90 d finissant les bornes inf rieures et sup rieures des r sultats repr sente une pr cision relative au d bit calcul comprise entre 16 et 19 cf fig 3 34 gt 32 50 T x donn es rs 45 264 r gression Uc 40 4 ol een borne inf rieure p 35 Amont CFF EHQ _ 22 borne sup rieure 2 20 30 Amont CFF 8 juin 1996 Q100 E 18 16 E25 5 2 8 i wos 5 20 10 D 15 4 al 10 4 5 4 2 cae 0 272 t t t t 0 T T T T T al 0 1 E 3 3 0 50 100 150 200 250 300 variable de Gumbel minutes Fig 3 Relation debits frequence Fig 4 hydrogrammes des crues Les directives de l office f d ral des eaux et de la g ologie OFEG et l analyse fr quentielle ont permis de d finir le d bit de pro
80. der Variante 208 Figur 8 zeigt f r die Variante 212 die Abflussvolumenstr me der Abflussorgane des Grimsel und des R terichsbodensees den Volumenstrom ber die Hochwasserentlastung des R terichs bodensees die Summe aller Zufl sse und den Volumenstrom der Aare bei Handeck in Funktion der Zeit Die Figur zeigt auch hier den D mpfungseffekt ganz deutlich 7 2 Resultate der Berechnungen f r ein Hochwasser von PMF nach der Erh hung des Stauzieles des Grimselsees 1 935 Variante Nr 303 Niveau abgesenkt Grundablasse zu gt Variante Nr 301 Stauziel Grundablasse offen 1 930 Variante Nr 302 Stauziel a Grundablasse zu gt Z 0 5 10 15 20 25 30 35 Zeit Stunden Figur 9 Grimselsee Wasserspiegelverlauf bei PMF f r die Varianten 301 bis 303 Sowohl im Grimselsee wie auch im R terichsbodensee wird der maximale Wasserspiegel in der Situation bei der das Wasser nur ber die Hochwasserentlastung abfliessen kann erreicht und berschritten Die Begr ndung liegt darin dass ein Abfluss durch die Grundablassorgane eine entlastende Wirkung hat Die unterschiedlichen Speicherkapazit ten der beiden betrachte ten Speicherbecken kommen deutlich zum Ausdruck der Grimselsee hat im Vergleich zum R terichsbodensee eine Speicherkapazit t die 6 7 mal gr sser ist Der Grimselsee ist in der Lage mit einem Wasserspiegelanstieg von nur 5 7 m das gesamte anfallende Volumen auf
81. dont la mise en valeur peut encore tre envisageable dans le futur pour chaque pays h Recherche de donn es chiffr es sur le potentiel de la petite hydro lectricit dans chaque pays et analyse des param tres de son d veloppement 1 Prise en compte des mesures incitatives et de promotion de la petite hydro lectricit j Estimation du potentiel hydro lectrique pratique total pour chaque pays et pour l ensemble de l espace g ographique consid r 180 Potentiel de contribution de l nergie hydraulique pour la production d lectricit en Europe de Ouest au cours de premiere moiti du XXI si cle 2000 2050 Analyse r trospective de la structure du parc de moyens de production d lectricit et de son Evolution Cette analyse porte sur les donn es disponibles sur la puissance install e et la production par filieres nerg tiques et technologies de production dans chacune des filieres auxquelles fait appel le parc europ en depuis 1985 Il en a t d duit l importance de chaque fili re et la tendance suivie par son d veloppement Etude r trospective d taill e du d veloppement de la fili re hydro lectrique petite et grande hydro R partition de la capacit entre types de centrale et entre cat gories de taille de centrales Analyse du r le et de la part de chaque type de centrale et chaque cat gorie de taille dans la production totale Prospective de la demande d lectricit
82. du d bit r siduel 53 Pierre Alain BOURQUARD 34 e Loi f d rale sur la p che LFSP Concerne la libre migration du poisson e Loi f d rale du ler juillet 1966 sur la protection de la nature et du paysage LPN Sert a prot ger la faune et de la flore du pays 1 2 2 Dispositions et principes pour la demande d une nouvelle concession Une demande de concession de force hydraulique se fait en d posant un dossier concernant le projet aux autorit s cantonales comp tentes en vue d un d p t public Le traitement de ce dossier est du ressort de I office des eaux et de la protection de la nature OEPN pour le canton du Jura 2 LES PETITES CENTRALES HYDRAULIQUES 2 1 G n ralit sur les petites centrales hydrauliques Selon la conception suisse une petite centrale hydraulique est une installation de production d nergie bas e sur l utilisation de la force hydraulique et dont la puissance hydraulique moyenne est inf rieure 1000 kW La production d nergie par une centrale hydraulique qu elle soit grande ou petite est fonction du d bit du cours d eau et de la hauteur de chute disposition Dans leur principe les petites centrales se distinguent peu des grandes installations La diff rence se situe avant tout au niveau de la simplicit de la conception et de l exploitation ainsi que par leur int gration dans les sites En effet les petites centrales doivent non seulement tre peu co teuses
83. en am nagements hydrauliques Prof Dr Anton Schleiss Dr Jean Louis Boillat Directeur Directeur adjoint FOREWORD Since antiquity hydraulic schemes created by man have the objective not only to use the vital functions of water but also to protect humans against its destructive forces In the present communication the 19 newly graduated participants of the 3 edition of postgraduate studies in hydraulic schemes 2001 2003 that became a Master of Advanced Studies MAS programme in the meantime present the results of their practical master thesis The topics treated of these remarkable thesis projects cover the wide field of hydraulic schemes such as dams and appurtenant structures large and small hydropower plants safety of dams and storage schemes reservoir sedimentation industrial water intakes in rivers water drainage systems river training works and flood protection measures flow in porous media water resources management and natural hazards and finally the development of hydropower The high quality papers confirm that the new graduated engineers have acquired additional scientific and professional competences required to manage complex projects in the field of hydraulic schemes as chief engineer which was the purpose of the postgraduate studies With their knowledge they will certainly contribute with great success to the challenge of this century which is to satisfy the human vital needs in water all over the world We would lik
84. et les crues de la Verzasca Sur la base de ces donn es il a finalement t possible de proc der avec l tablissement d une carte de danger qui s appuie sur la directive f d rale 2001 Protection contre les crues des cours d eau 127 Samuel FERRARI 1 DONNEES GENERALES 1 1 P rim tre d tude L etablissement de la carte de danger du aux crues de la Verzasca n cessite la connaissance tant de l hydrologie que de l hydraulique du secteur Les p rim tres d tude de ces deux entit s sont notamment le bassin versant de la Verzasca pour la compr hension de l hydrologie locale et le secteur de Tenero et Gordola pour ce qui concerne le comportement hydraulique de la rivi re et son interaction avec les activit s impos es par l am nagement du territoire 1 2 P rim tre concernant l hydrologie bassin versant de la Verzasca Pour une prise en compte compl te de l hydrologie locale il est n cessaire d analyser le bassin versant dans toute son extension et toutes ses particularit s Le bassin versant de la Verzasca se trouve dans le barycentre du canton Tessin il a une extension d environs 240 km et la morphologie de ce bassin versant est de type alpin L altitude moyenne du bassin versant est de 1500 m et la conformation du terrain offre un paysage de montagne avec des fortes pentes des sommets rocheux et une v g tation avec une 128 Etablissement de la carte des dangers du
85. et son Evolution au cours de la p riode d tude Prospective du d veloppement futur du parc hydro lectrique Analyse de l volution de la production hydro lectrique de sa contribution et de son importance dans l offre globale d lectricit dans la couverture de la demande de pointe et la r alisation des objectifs de part des nergies renouvelables dans I lectricit consomm e pr vue par l union europ enne Nous avons fait l hypoth se que les capacit s hydro lectriques existantes l ann e de base seront conserv es par le biais de la r novation et de la r habilitation Les projets en cours ont t recens s et des hypoth ses ont t faites sur leurs ann es de mise en service Le d veloppement du potentiel pratique a fait l objet d une prospective bas e sur des hypoth ses sur la cadence de leur d veloppement et la quantit de production additionnelle qui sera r alisable La contribution des projets et du d veloppement du potentiel pratique viendrait accro tre offre d hydro lectricit au cours de la p riode d tude Utilisation de r sultats d tudes prospectives des effets probables du changement climatique sur la production hydro lectrique dans les pays de la zone selon les hypoth ses les plus avanc es notamment celles des tudes r alis es par trois chercheurs de l universit de Kassel en Allemagne et de l ISET Institut f r Solare Energieversorgingstechnik Lehn
86. fig 7 nous donne tous les volumes n cessaires en fonction de la fr quence par ex T 100 ans la Dur e et la forme r de la pluie L tude hydrologique a permis d carter certaines pluies de la fig 7 ne correspondant pas a la plage de valeurs d finies avec la m thode de Gumbel La relation Volume Pluie D bits fig 8 sert a contr ler les d bits sortants en fonction du volume de la r tention de la fr quence et de la dur e de pluie On peut en d duire que le volume de 13 750m3 suffit a assurer la gestion de tous les types de pluies centennales pour un d bit sortant maximum de 18m s 4 2 Discussion des r sultats Le propos est d valuer le volume additionnel pour couvrir des crues d passant une fr quence centennale d valuer la faisabilit en tenant compte des co ts de r alisation suppl mentaires par rapport la r duction des risques Pour s assurer contre un v nement quelconque d une fr quence de 500 ans le volume du bassin de r tention doit contenir environ 28 000m3 De m me pour les v nements d une fr quence de 1000 ans le volume atteint 37 000m3 Cela repr sente le double respectivement le triple de la r tention couvrant les v nements centennaux Les terrassements pour am nager de tels bassins de r tention soit les co ts de r alisation les emprises sur les propri t s et l impact paysager ne sont pas r alistes Sans entrer dans de savants calculs il est possible d affi
87. fix pour 2020 par l Union europ enne EUROPROG 2002 a t retenu ici comme le minimum au cours de la p riode2020 2050 La production d lectricit d origine renouvelable r aliser a t ainsi estim e en terme d nergie TWh an et la contribution de la fili re hydraulique en a t d duite et analys e Les r sultats se pr sentent comme 1llustr s par la figure 17 ci dessus 82 81 80 79 78 77 76 75 74 73 Figure 17 Evolution de la contributionrelative de RT o ops meas ean la fili re hydraulique la production d lectricit RR ARR RRR RRR RRR OR d origine renouvelable Les impacts possibles du r chauffement climatique sur la production hydro lectrique font depuis quelques ann es l objet d tudes et de recherches Les r sultats sont encore loin d tre g n ralisables et comportent encore beaucoup d incertitudes et d impr cisions Il est difficile aujourd hui encore de se prononcer de mani re d finitive sur comment la production hydro lectrique sera affect e par les effets du r chauffement climatique Cependant les chercheurs sont plus affirmatifs quand aux perturbations sous forme de fluctuations des r gimes hydrologiques suivant le contexte climatique topographique le type de bassin hydrologique On imagine que l accroissement dans le futur des temp ratures augmentera l intensit de la fusion
88. for future flushing events will be pointed out and the safety of the Geneva region upstream will be defined In case engineering solutions to enhance this safety will be proposed Hence the methodology is described in two steps as follows e Analytical calculations e Numerical Modeling of the long term morphology of the Verbois reservoir 4 ANALYTICAL CALUCLATOINS The idea behind the analytical approach is to find out the equilibrium bed elevations on the long term for the reservoir As the bed level increases it is supposed that bed elevations may be ob tained which generates the critical values for shear stress and velocity of the bed material At that instant the reservoir is not capable to deposit more material and it will pass downstream of the dam The following steps are followed to find the equilibrium elevations of the reservoir e Gradual increase of the bed level of the reservoir at certain intervals e For each bed level scenario steady flow conditions are modeled to pass from upstream to downstream e The corresponding velocity and shear stress for these different flow conditions are cal culated and compared with the critical values The critical values are based on a series of well known empirical and or analytical expressions and depend on the particle diame ter The computation of velocity and shear stress for the increasing bottom is shown in Fig 2 below for a constant discharge of 400 m s which is close to the yea
89. hydraulique sur le Doubs Etude de faisabilit et de rentabilit 12 2 Mode sans regulation du niveau amont Il n y a pas de r gulation du niveau amont et ce dernier est fonction du d bit instantan du Doubs 13 ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX 13 1 L gislation et notice d impacte sur l environnement NIE Conform ment l article 1 annexe 2 de l OEIE Ordonnance relative l tude d impact sur l environnement la petite centrale hydraulique projet e ne n cessite pas une EIE Etude d impact sur l environnement seul une NIE tant requise Il s agit d une centrale au fil de l eau sans d rivation pas de tron on d bit r siduel et donc sans pr l vement d eau au sens de l article 29 de la LEaux Les prescriptions sur les d bits r siduels articles 31 35 de la LEaux ne s appliquent donc pas dans ce cas 13 1 1 Impacte sur l environnement La notice d crit et value les principaux l ments susceptibles d avoir un impact sur l environnement 13 1 2 Synth se des impacts L appr ciation donn e ci dessous int gre l application des recommandations sp cifi es dans la pr sente tude Construction chantier Exploitation Eaux de surfaces Faible Positif Eaux souterraines Nul Nul Air Bruit sol Faune flore Milieux naturels et paysage For ts Agriculture S curit li e au crues Energie N gligeable Faible N gligeable N gligeable N gligeable Nul N gligeable Nul N gligeab
90. inlet discharge which leads to less resting in the river discharge And opposite for the case of not having ramp the inlet discharge is less than in the previous case but the resting in the river dis charge is significantly higher That provokes different water levels downstream of the river which influence of course the water level obtained at 26 050 PG4 i e one has influence of divers downstream boundary conditions Contrarily of what has been expected the water levels upstream of the inlet structure have been not significantly influenced That can be related to the weir height which has been not sufficiently supposed Hweii 90 cm and unable to maintain and to influence the water levels 538 H050 with River Sill t HQ100 with River Sill Q10 with River Sill Q10 without River Sill HQ50 without River Sill 537 HQ100 without River Sill 931 536 5 Water level m a s l un Ww a 535 5 535 T T T T 534 5 26 3 26 25 26 2 26 15 26 1 26 05 26 km m Figure 4 Free water surface for various discharges and open gates 4 EXPERIMENTAL WORK CONCERNING THE SEDIMENT TRANSPORT 4 1 Considerations and assumptions Considered will be that the bed of the river is plane but mobile composed of solid particles of uniform size and being non cohesive These particles displace themselves under the action of the flow whi
91. installations et des risques encourus par les gens du voisinage enfants ou promeneurs pour la beaut du site et les d g ts pour l environnement L objectif du travail a t de d terminer les diff rentes possibilit s de r novation de transformation et ou de d molition effectuer pour les am nagements hydrauliques du canal et d en estimer les co ts d investissement et d exploitation Pour l alternative d une r habilitation de la production hydro lectrique du canal le rendement potentiel d exploitation a t d termin sur la base des d bits historiques class s et d une proposition pour un nouveau r glement du canal Compos du produit et des co ts de l exploitation hydro lectrique il permettra de d finir la dur e d amortissement n cessaire pour rentabiliser une remise en exploitation hydro lectrique du canal 3 INVENTAIRE ET DIAGNOSTIQUE Pour valuer les diff rentes options possibles 1l faut conna tre l ensemble des ouvrages et leur tat de d gradation Pour ce faire un inventaire et un diagnostic des diff rents installations num r es ci apr s de l amont vers l aval a t effectue 154 Rehabilitation des usines hydro lectriques du canal de la Papeterie a Versoix Etude de faisabilit gt ae FA ER Prise d eau de 2 me vanne h raie f 7 Jere vanne de l ancienne de d charge site gif Ar decharge du papeterie de du canal me y d c
92. km The reservoir is a daily storage type where water level fluctuates by 1 58 m every day from 682 28 m a s to 680 70 m a s l Two main upstream water courses feed the G bsensee Lake Figure 3 with similar flows which are 0 5 4 6 m s min max discharges for the Sitter River and 0 5 4 7 m s min max discharges for the Urn sch River These discharges vary depending upon the amount of snow melt and rainfall The hydroelectric power plant consists of 3 turbines Two of them have useful discharge range of 4 0 8 0 m s while the third one has useful discharge range of 0 5 2 0 m s lake galleries water intake and powerhouse The dimensions of the two inlet reservoir galleries are approximately similar Both galleries have approximately 4 m cross sectional area These dimensions were crucially required to de termine the flow velocity field entering the lake and the flow behaviour The general layout of the Giibsensee hydropower components is shown in Figure 3 Both Urn sch and Sitter galleries have upstream sand traps to collect sediments carried by wa ter flow Materials trapped in these sand traps need to be evacuated when it is filled Further more fine sediments passing the sand traps are carried by the water flow down to the reservoir When sediment enters the reservoir it will deposit Survey works were performed in 1976 and 1997 followed by dredging works to evacuate materials in front of the galleries
93. l ouvrage Un calcul statique et dynamique 2D permettrait de connaitre le comportement du barrage 1 3 Objectiv d tude Los objectives de I tude sont e Effectuer un calcul statique utilisant les donn es indiqu es du projet initial effectu es par l auteur du projet du barrage M Henri Gicot D1 avec un mod le lin aire 2D pour la simulation num rique par la m thode des l ments finis GEFDYN e Analyser par un calcul num rique le comportement dynamique du barrage du Vieux Emosson soumis a une sollicitation sismique 216 Analyse du comportement du barrage du Vieux Emosson sous charges sismiques e En introduisant la pr sence de la galerie dans le mod le pr dire les cons quences du futur r gime d exploitation aux comportements statique et dynamique du barrage 1 Barrage Vieux Emosson 7 Caverne des transfor 13 Galerie d acces aux chambres mateurs de vannes 2 Barrage d Emosson 8 Caverne da la station 14 Galerie d acces aux chambres de couplage d equilibre aval 3 Prises d eau Vieux 9 Galeries de fuite 15 t l ph rique existant Emosson 4 Galeries d amenee incl 10 Chemin es d quilibre 16 t l ph rique provisoire pour le puits verticaux aval transport des mat riaux 5 Caverne des vannes 11 Prises d eau Emosson 17 Zone de d p t de la Gueulaz 6 Caverne de pompage 12 Galerie d acc s aux turbinage cavernes Figure 2 Situation de l avant projet de l am nag
94. la construction mais doivent aussi pouvoir fonctionner automatiquement sans personnel permanent et avec un minimum de surveillance et d entretien 2 2 D finition des petites centrales hydrauliques Dans une installation hydraulique basse chute on distingue quatre parties principales soit e La prise d eau dans le cours d eau e Le canal d amen e canal amont e La centrale b timent des installations hydrauliques et lectriques e Le canal de fuite Pour le calcul de la puissance on a besoin de deux donn es soit e Les d bits moyens dispositions d bits class s e La hauteur de chute nette chute brute moins les pertes de charges 3 RECHERCHE DE DOCUMENTATION SUR LE SITE 3 1 Historique du site Les documents citent le Moulin du Doubs et sa scierie d s 1373 La famille Frossard les exploita d s 1753 puis les meuniers Loichat Le Moulin cessa son activit pendant une vingtaine d ann es au XX si cle avant que le meunier Erard lui redonne vie pendant la guerre de 1939 1945 M Erard tait au b n fice d une concession de force hydraulique Cette concession n 56 G 90 date du 17 mars 1959 En 1977 M Bi try devint le nouveau propri taire des installations En 1981 la soci t des campeurs du Moulin du Doubs devint le dernier concessionnaire et demanda en 1989 l extinction de cette derni re 4 RELEVES SUR LE SITE Des relev s de niveau ont t effectu s en amont et en aval de la c
95. la production d lectricit en Europe de Ouest au cours de premiere moiti du XXI si cle 2000 2050 Tableau 3 R capitulatif des projets en construction et ceux d j planifi s Projets planifi s centrales conventionnelles Capacit planifi e Pays MW Facteur d utilisa tion de r f rence Production escompt e GWh an total Europe de l Ouest 25 047 Projets planifi s centrales de pompage 37 83 834 Capacit planifi e Pays MW Facteur d utilisa tion de r f rence Production escompt e GWh an Total Europe de l Ouest 1 475 12 Projets en phase de r alisation Grande hydro centrales conventionnelles 1 550 p Capacit net en Facteur d utilisation production p riode de mise en ays pee construction MW de r f rence moyenne service u 5 589 37 18 259 2000 2010 l Ouest Projets en phase de r alisation centrales de pompage p Capacit net en Facteur d utilisation production p riode de mise en ays pee construction MW de r f rence moyenne service Portugal 665 12 00 699 05 au Ale 665 12 699 2000 2010 l Ouest La prospective de la consommation d lectricit en terme d nergie et de puissance maximale demand e est illustr e par la figure 12 ci dessous Figure 12 volution de la demande nergie et puissance maximale demand e La prospective de l accroissement de la production hydro l
96. le d bit potentiel d entr e dans le bassin est de 6 9 m s La faible capacit en aval n cessite un important d versement Le calcul effectu sur l v nement de novembre 2001 montre que le volume d vers est de l ordre de 120 000 m ce qui est sup rieur a la capacit nominale de l ouvrage soit 113 000 m Afin de garantir la s curit du bassin de ski nautique il est n cessaire de mettre en place un systeme m canique permettant l vacuation de l eau exc dentaire De nombreux inconv nients apparaissent imm diatement La mise en place d un organe de contr le directement dans le cours d eau cr e un risque d occlusion important Le fait de devoir mettre en place une importante capacit de pompage pour vacuer les eaux du bassin rend le projet on reux tant en investissement qu en nergie de pompage 123 Cedric FAVRE 5 2 Variante 2 Cette variante pr voit une sur l vation des rives dans la zone critique permettant une augmentation de la capacit et le d versement des d bits exc dentaires dans le bassin de ski nautique Les simulations hydrauliques ont montr qu une limitation du d bit du canal occidental 5 m s et une sur l vation des rives variant entre 0 et 1 m tre permet d viter tout d bordement m me en cas de crue Q100 du Bey Une revanche de 15 cm a t choisie pour tenir compte de l incertitude sur le coefficient de rugosit Les conditions de dimensionnement sont les suivantes Qumont
97. le potentiel technique et sa part d ja d velopp e a ce jour dans les diff rents pays de la zone pour estimer le potentiel r siduel La part de ce potentiel dont la mise en valeur peut tre envisag e dans le contexte g n ral actuel du secteur lectrique et celui sp cifique de la filiere hydro lectrique a t estim e Cette estimation a permis de faire la prospective de la mise en valeur de ce potentiel pratique et de quantifier la contribution absolue et relative de la fili re hydraulique aussi bien pour l ad quation de l offre a la demande globale d lectricit que pour la couverture de la demande de pointe mais galement pour la tenue des engagements de part de march des sources renouvelables d nergie primaire dans l lectricit totale consomm e selon les objectifs fix s par l Union Europ enne L tude a galement tenu compte des hypoth ses les plus courantes sur les impacts possibles du r chauffement climatique sur la production hydro lectrique ABSTRACT Hydropower assures since very long time an important role in electricity production in Western Europe Its share in installed capacity is over 20 Around 19 of electricity production comes from hydropower plants Although its potential has been already largely developed the role of hydropower along with other renewable sources is expected to remain increasingly important in future This being in Western Europe the additional hydropower po
98. les p riodes de l ann e Les valeurs moyennes se situent entre 0 et 5to ha avec des 47 St phane BOVIER 48 carts type de m me grandeur Ce calcul a montr que les d potoirs install s dans le bassin versant avec leur systeme actuel de vidange suffisent a la gestion de l entrainement des terres La topographie du bassin versant et le type de sol du bassin versant ne pose pas de probleme de laves torrentielles 2 5 Capacites de transfert du cours d eau Sur la base de relev s in situ et des plans des ouvrages existants les d bits possibles dans les sections de cours d eau sont Table 1 Capacit s hydrauliques par troncon de cours d eau Capacit Capacit D borde Qprojet en 2 Tron on na fs inf rieure sup rieure en crue m3 s m3 s m3 s A1 Confluent Famolens Flon 17 7 40 10 Confluent Famolens R tention 32 31 50 1 Passage sous CFF sans mise en charge 32 25 7 Aval Passage sous CFF Lac 32 18 23 14 A laval de la confluence le d bit critique est de 18m3 s il correspond au d bit maximum sortant du bassin de r tention 2 6 Cartes des dangers Bas es sur les r sultats des analyses pr c dentes elles d finissent les diff rentes zones de dangers inondations Leurs informations ont servi de base l tude des dommages potentiels 3 CRIT RES D CISIONNELS ET SOLUTIONS 3 1 Objectifs de protection Selon le plan d affectation de la ville de Rolle le p rim tre d
99. ltnis der Bel ftungsdicke statt Bei der Betrachtung der Kontinuit tslinie hxontinuitit wurde folgende Beziehung zur horizonta len Geschwindigkeit nach Hager W H 1992 beobachtet y wor n V Kontinuit t Xi 0 s Xj L 5 b V Kontinuit t L h iii Kontinuit t 4 2 Wechselsprung ohne Vorbel ftung M2F6 0 und M3F2 9 Die Wechselspr nge der Messungen M2F6 0 und M3F2 9 wurden an derselben Station im Ka nal erzeugt wie M1F4 4 sie erzielten hnliche Bilder wie Bild 1 bis Bild 4 4 3 Wechselsprung mit Vorbel ftung M4F4B und M5F6B In dieser Messung war es schwierig die H he hoo dem Messdatenblatt zu entnehmen weshalb diese Messung nicht immer in die vergleichende Grafiken aufgenommen werden konnte Herbrand K 1969 erachtet eine nderung der Sprungl nge auf Grund der Luftbeigabe als wahrscheinlich In den zwei mit Vorbel ftung durchgef hrten Versuchen konnte keine mar kante nderung der Sprungl nge durch Vorbel ftung festgestellt werden Die k nstliche Anrei cherung des Wechselsprunges mit Luft erzeugt eine Verst rkung der Abl ufe und verbessert de ren Sichtbarkeit dank zus tzlichen Lufteinschlusses massiv 4 4 Beschreibung der visuell beobachteten Vorg nge im bel fteten Wechselsprung M5F6B Untenstehende Skizze widerspiegelt die beobachteten Regelm ssigkeiten am Wechselsprung 27 Felix BOLLER 28 0 00 0 25 0 50 0 75 1 00 Bild 5 Beobachtungen am Wechselsprung Die L ngenan
100. maximum de pr cision on utilise la moyenne des ann es 1921 2003 soit sur une dur e de 83 ann es Les donn es hydrologiques serviront d terminer le d bit nominal de l installation ainsi que le d bit de restitution minimal 6 2 Etude hydraulique 6 2 1 Mod lisation de la g om trie Le logiciel HEC RAS mod lise une rivi re en tron ons jonctions et sections Pour la mod lisation du Doubs on s est limit mod liser le cours d eau principal La base de la mod lisation de la g om trie est une s rie de sections transversales o la distance entre les profils doit tre d finie Les donn es emplacement forme des profils ont du tre relev es sur place car 1l n existe rien sur le tron on concern 35 Pierre Alain BOURQUARD 36 6 2 2 Resultats de la simulation Les d bits simul s sont les d bits moyens class s de 1921 a 2003 et les debits de crue pour Ocourt Le r gime hydraulique reste toujours fluvial HEC RAS prolonge verticalement les berges en cas de d bordement et ne calcul pas les volumes d bord s Les r sultats ont permis d tablir le graphique hauteur d bit ci apr s Courbe hauteur d bit 426 00 425 00 424 00 423 00 1367 1115 901 0 658 349 0 422 00 Hauteur 421 00 420 00 419 00 418 00 0 00 50 00 100 00 150 00 200 00 250 00 300 00 350 00 400 00 450 00 500 00 D bit Figure 11 graphique h
101. of the reservoir almost 3 0 km downstream of the inlet of the Sp l River Section 1 The obstacle should form a barrier to the sediments during the floods At the maximum operation of the reser voir at elevation 1 804 7 m asl it will be submerged The permeability of this dam should guar antee the empting of the reservoir upstream during the empting of the Livigno Reservoir It should also be resistant against overtopping during the filling up In order to estimate the volume of the construction material for this dam its crest width was adopted as 2 m and the slope of the up downstream face as 2 1 H V Thanks to its accessibility this solution allows for removal of deposited sediments upstream of the pervious dam 2 2 Permeable screen Another solution is a geotextile screen inside the lake approximately 2 5 km upstream the Punt dal Gall dam Section 2 to block the sediments brought by the turbidity currents After first analysis of the deposition behaviour this alternative proved not to be required 144 Sedimentation management in the Livigno Reservoir Technical measures to reduce the effects of sedimentation due turbidity currents The performance of a screen located in the same position as the section of the proposed obsta cle Section 1 was also studied The two studied screens have porosities of 20 and 30 This last scenario has a scientific character as its operation is impossible in the Livigno Reservoir considering the var
102. on earlier Strickler roughness modeled by CNR and with the calibration of the present 1D numerical model the following Strickler roughness values are obtained The chainage is measured from Verbois to Junction The coefficients for bed and banks are defined separately to account for both high and low discharges Chainage from dam Strickler Coefficient m s axis Bed Bank Om 6500m 34 5 45 5 6500m 8500m 33 3 41 7 8500m 12029m 31 3 38 5 Table 1 Calibrated Strickler coefficients between Verbois and Junction Boundary conditions The numerical modeling is performed for various events such as the flushing event of 2003 and the continuous accumulation between 2000 and 2003 This has been done for the real bed granulometry and the sediment input conditions as defined by Peiry 1988 Second an exponential sediment law Aquavision Eng 2005 has also been tested to account for high peak sediment loads The table below shows the comparison of total deposited volumes for the two different events with different sediment conditions at the boundaries It has been found that for the accumulation process Yangs formula 1996 works better than the Ackers amp White 1973 formula Vol measured Computed volume m Difference S N Events m Yang Ackers amp White Yang Ackers amp White 1 Flushing 2003 1066112 1177124 1214000 10 41 13 87 Accumulation 2 2000 2003 889394 858741 1019417 3 45
103. other It has been found from the study that Nepal should try to accommodate the in terest of India regarding water needs of India and Laos can adopt Nepal s model of small hydro power development for domestic electrification The Concept of regional grids in both countries is found to be helpful for diversifying the market However due to different political system in these countries the method of development may vary to some extent Hence comparison based on political system is not made in the study The global characteristic of hydropower projects and methods applied to solve them has been ana lysed RESUME Le N pal et le Laos ont de nombreux points en commun les deux pays n ont pas d acces a la mer ont un grand potentiel hydro lectrique l agriculture est le principal secteur d activit et les deux sont des pays en voie de d veloppement La production hydro lectrique est consid r e long terme comme la principale source de revenus au N pal et au Laos L Inde est consid r e comme le principal march d lectricit du N pal et la Tha lande pour le Laos Le Laos est en avance sur le N pal en ce qui concerne la concr tisation de cet objectif ayant d j sign un accord avec la Tha lande pour l exportation de 3 000 MW tandis qu il n existe jusqu aujourd hui aucun accord entre le N pal et I Inde l exception de l change actuel jusqu 150 MW entre les deux pays La strat gie de
104. ouverte ce d bit doit pouvoir passer sans causer de d versement Dans cette situation la ligne d eau au droit du d versoir atteint la cote de 430 81 Le dimensionnement de l coulement sous la vanne flotteur s est fait au moyen de la formule suivante Q u Sj2gh Figure 5 principe de la vanne flotteur 122 Protection contre les crues d Yverdon les Bains Am nagements hydrauliques Ouvrages de r tention et quipements L ouverture de la vanne doit avoir les dimensions suivantes Largeur du d versoir L 4 2m Ouverture maximum b 0 6m Coefficient de d bit n 0 986 soit n 0 549 Vanne de r gulation m 431 05 431 430 95 430 9 Hauteur aval 430 85 430 8 430 75 0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5 4 D bit m Figure 6 Courbe de fonctionnement de la vanne de r gulation S1 le Bey est en crue la capacit du Canal Occidental est proche de z ro deux cas de figure sont envisageables La Thielle n est pas en crue et l eau du Canal Oriental est d vi e vers celle ci gr ce au canal du d versoir Le niveau de la Thielle est trop lev et il est donc n cessaire de d verser l eau dans le bassin Afin d assurer une s curit Q 00 la capacit du d versoir doit au moins tre gale 6 9 m s Les dimensions n cessaires sont les 8uivantes Q 69m s Q C b 2gH H 04m Ca 0 494 On obtient une longueur minimale de b 12 5 m Dans ces conditions
105. peak at a retention basin The new de signed retention basin or Flood Polder at the river Mangfall is planned to overcome the prob lem During filling it sudden discharge reduction can occur To avoid significant decreasing of the water level in the upper Mangfall a River Sill downstream of the inlet structure has been judged as necessary In a physical study an optimization of the inlet structure and of the River Sill has been effectuated Observations have been carried out for investigation the deposition of sediments in front of the inlet structure Recommendations for appropriate maintenance have been proposed RESUME La gestion des crues est un d fi provocant actuel pour le monde entier dans le changeant sc nario climatique Le pr sent projet est destin au fleuve Mangfall qui est situ en Bavi re du sud en Allemagne et qui est tributaire de fleuve Inn Sous les nouvelles donn es hydrologiques le fleuve existant Mangfall ne peut pas accommod e des v nements d inondation sans risque et ne peut pas prot ger la r gion en aval contre les crues Il possible alors afin de r duire la pointe d inondation en aval de le fleuve coupure de la pointe de vague d inondation un bassin de r tention Le nouveau bassin de r tention de crues la rivi re Mangfall est projet pour r soudre le probl me Pendant remplissage du basin de r tention de crues la r duction soudaine de d bit fluvial peut se produire Pour viter la diminutio
106. que dans le tableau 1 Pour les probl mes lastiques lin aires le programme Gefdyn ne prend pas en compte l amortissement Les param tres d int gration de le sch ma de NEWMARK B y E2 et pas de temps Ar que nous utilisons sont B 06 7 04 222 Analyse du comportement du barrage du Vieux Emosson sous charges sismiques At 0 002 Pour le calcul barrage fondation rigide cas a At 0 005 Pour le calcul barrage roche cas b 4 2 Resultats du calcul dynamique Acc l rations horizontales sur la cr te du barrage 1 5 2 0 1 0 05 10 0 0 es 05 0 0 fl w 1 0 k L2 4 3 BR a 0 618 3 ie lt 2 5 lt 2 0 Q nax 94g 3 0 3 5 j T T T T T T T T T T T T T T T T 3 0 T T T T T T T T T T T T T T T T 01234567 8 910111213141516 17 01234567 8 910111213141516 17 Temps s Temps s Figure 9 R ponse des acc l rations horizontales cas a barrage et cas b barrage roche calcul avec le signal du Friuli 1976 San Rocco Italie Acc l rations verticales sur la cr te du barrage 2 5 0 50 2 0 4 S z 05 2 10 2 0 00 FA 0 25 D 0 0 4 8 05 0 50 gt a a 0 15g 8 a x 9 442 pa 0 75 2 0 COo ei g E ee a 1 00 Ee Pe zul el ODE ROL el NIS RSS 01234567 8 9 1011121314151617 Terps El Temps s Figure 10 R ponse des acc l rations verticales cas a barrage et cas b barrage roche
107. r servoirs En ce qui concerne les centrales au fil de l eau leur am nagement en cascades ainsi que optimisation de leur exploitation peut conduire a augmentation de la production de m me que I optimisation du dimensionnent des ouvrages d amen d eau la turbine canal d amen s conduite forc e permettra une augmentation substantielle de I nergie cin tique de l eau La g n ralisation de la loi sur les d bits r siduels en Suisse OFEFP LEaux art 31 33 pourrait avoir un double effet sur la production d lectricit D une part pour les am nagements existants but non nerg tique cela pourrait se traduire par l quipement de ces am nagements d unit s de turbinage pour produire l lectricit avant de restituer l eau l aval du barrage Nous n avons pu estimer fautes de donn es sur ces types d am nagements la production r alisable dans la zone D autre part cette loi pourrait se traduire par la r duction du pr l vement d eau pour les besoins de production lectrique Le d bit turbinable s obtient en soustrayant des d bits mesur s instantan ment la valeur de d bit r serv au tron on du cours d eau court circuit Cette valeur si elle est constante toute l ann e en p riode d tiage pourrait handicaper s rieusement la production des centrales au fil de l eau L ouverture la concurrence de la production d lectricit pourrait faire que d sorm
108. s refer fig 3 For the contrary case and namely situation of not having River Sill the backwater effect has been presented in the range of 1 25 to 1 6m depth refer fig 2 and respectively for coefficient of Strickler greater than K gt 32 m s refer fig 3 For that roughness and greater the inlet structure could pass a maximum discharge of constant Qinax 225 m s The obtained results for both cases are much too high comparing with the necessary discharge and with the required roughness K 22 m s refer 3 1 The experiment results at that stage of investigation seem exaggerated and overesti mated In view of the curve inclination refer fig 2 two more zones are distinguished They are tran sition and backwater effect zone The first mentioned one it is the start of the backwater effect influence is the zone where the depth increases rapidly and at the same time the discharge change does not alter considerably Contrarily in the backwater effect zone the discharge rate changes dramatically when flow depth is increased only slightly 111 Rumiana ENGEL backwater effect zone transition zone limit Qmax case2 Case for having no River Sill case 1 Case for having River Sill case2 transition zone normal water depth H m free inflow limit casel zone of free inflow 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 2
109. s pour la d valaison des poissons permettent que la turbine ait suffisamment de d bit pour la production hydro lectrique dans l ann e en plus d un avantage pour la faune piscicole Quand la production hydro lectrique s arr te les poissons sont d vi s par le by pass situ en amont de l usine de la Papeterie et ils utilisent le passe poissons qui se trouve cot de l usine de Favarger 6 DEBITS DE LA VERSOIX Pour d terminer la productibilit du canal il faut conna tre les d bits du canal et de la Versoix Il existe deux stations de mesures de d bits dont l une se trouve sur le canal en amont de la usine de Favarger et l autre sur la Versoix sous le pont CFF Sur la base des observations hydrologiques effectu es depuis 1964 1996 et de 1997 2003 et pour simuler la future production hydro lectrique la courbe des d bits class s du canal montr e ci apr s t tablie en appliquant le nouveau r glement propos 159 Nidia Socorro LLANTEN E T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T J 14 l 12 E D bit clas e Versoix 1997 2003 Vx PA 3 E D bit class la Versoix 1964 1996 J E i Ann e s che Versoix 1921 E tH D bit max canal 2 10 E 2 _ D bit turbinable
110. solution appropri e pour augmenter la capacit du puit de chute des Vignes d argent Lausanne A cette fin un mod le physique l chelle de 1 10 5 a t r alis pour examiner en laboratoire le fonctionnement du syst me sous diff rentes conditions hydrauliques Les premi res observations et mesures ont permis de proposer quelques modifications du systeme et de mettre en application sur le mod le physique pour accro tre la capacit Les changements propos s ont t tablis sur la base d hypoth ses v rifier plus tard par mod lisation num rique Les essais exp rimentaux montrent que l agrandissement de l orifice de sortie peut augmenter la capacit du syst me jusqu 7 La simulation num rique confirm cette am lioration et montre que la m thode la plus efficace pour augmenter la capacit du syst me est d augmenter le diam tre de puits de chute Le passage d un diam tre de 0 6m 0 8m permet d augmenter la capacit de syst me jusqu 100 1 INTRODUCTION Water is a priority in the development of any society and as a society rises in its level of sophis tication we can see the burden of water supply pass from strictly the provenance of nature to that of man s own design One of the important challenges in hydraulic point of view is how to evacuate the used water or raining water as well as to transfer the water for alimentation of hy droelectric structures with highest performance and requi
111. sur la redevance hydraulique 160 Debit m s Hauteur m 9 A REES AE 2 AL A EL A EL REN ERBEN EEREERFERHERRARENARARHRERERAGE D bit class du canal 3 4 D bit d exploiation des turbines 45 P Hauteur de chute nette de la Papeterie u er Hauteur de chute nette de Favarger Puissance usine de la Papeterie 2 E m Puissance usine de Favarger 4 Ho e a m 7 m 7 _ a ae E 3 5 PH A e SS a T ni _ BE gine RE ae ae m NANTO ae Ge ee SRE a CR de ea eee EINS Noo o E 7 S 2 EN ON N SE u MNE INT a NN u N 4 7 2 NC LS D nn Ni ee N E SSS ea oe E p IN OR N E I en ee Pe en ne gt e A C l ea u LON E L E zei st 5 RS ee ee do 4 0 E E 0 50 100 150 200 250 300 350 R habilitation des usines hydro lectriques du canal de la Papeterie a Versoix Etude de faisabilit Jours par an Figure 9 Courbes des puissances class es 70 63 96 49 42 35 28 21 14 Puissance kW 161 Nidia Socorro LLANTEN 7 2 Production d energie En faisant l int gration num rique de la surface sous la courbe des puissances class es o
112. the Doubs River Profitability and feasibility study Pierre Alain Bourquard BCF Hydro Bassecourt Suisse ABSTRACT The goal of this report is to define the most suitable alternative for the construc tion of a small hydropower plant low head on the Doubs River in Switzerland The data sources of the project are the topography of the site and the hydrological data of the river The choice of the alternative will be done according to law technical and economic criteria The result of this report will also be used as reference for the development of a description to a public deposit for the request of the licence of construction and the hydraulic concession The results of the finan cial analysis of the adopted project will be also used for the organization of the financing RESUME Le but de ce rapport est de d finir la variante la plus appropri e pour la construction d une petite centrale hydraulique basse chute sur la rivi re du Doubs en Suisse Les donn es de base du projet sont la topographie du site et les donn es hydrologiques de la riviere Le choix de la variante se fera en fonction de crit res juridiques techniques et conomiques Le r sultat de ce rapport servira galement de r f rence pour laboration d un dossier en vue du d p t public pour la demande du permis de construction et de la concession de force hydraulique Les r sultats de l analyse financiere du projet retenu seront galement utilis s en vue de l
113. the South Asian countries Country Oil Natural Coal Hydropower Hydropower Remarks gas Potential Exploited India 5 4 Billion 850 Billion 283 Billion 259 000 MW 30 000 MW 7 of total hydro barrels cum im tonnes potential under importing porting enough for various stages of 100 yrs development Bangladesh Insignifi 910 Billion 2000 M tons 2 000 MW 230 MW Further devel cant cu m opment of hy enough for dropower re 30 yrs stricted due to low head Bhutan No known No known NA 16 000 MW 425 MW 6 160 MW hydro reserve reserve projects in vari ous stages of de velopment in col laboration with India 3 2 1 India No Memorandum of Understanding regarding the power trade between Nepal and India exists so far There is an agreement to exchange power up to 150 MW which is enough to light the bordering town of India and supply to southern part of Nepal during dry period However the policy of Nepal allows IPPs to negotiate directly with other countries for power trade and there fore as long as India is willing to buy it not having a MoU 1s not important The deficit of power in Indian system is about 13 which is about 10 000 MW of installed capacity The annual growth rate of power demand is calculated to be 10 that means addition of 13 200 MW every year not counting the existing deficit of power in the system Hence India is potentially a huge power market for Nepal However
114. the prob Numerical Modeling of Hydraulics and Morphology of the Rhone between Geneva and Chancy Pougny lem It can be done with some interval of time near the intake and bottom outlet area when needed which clears the sediments around Instead of dredging regular minor flushing events could be attempted to liberate the bottom outlet from sediment deposits This process makes a cone which extends towards slightly upstream 8 CONCLUSIONS Numerical computations have been performed of the long term morphological behavior of the Verbois reservoir with the aim to find out the dynamic equilibrium bed level following a stop page of flushing events It has shown that the dynamic equilibrium shall be attained after 20 25 years of stoppage of flushing Analytical methods confirmed the prediction of equilibrium bed elevations from the numerical modeling The level after profile R12 needs to be raised above 362 m to attain equilibrium The portion of the reservoir upstream of profile R7 is already close to equilibrium The portion between R7 and R12 lies in the meandering portion with restricted bed widths which creates higher bed slopes which will nevertheless also reach equilibrium at the end The new backwater curves generated by the morphological situation on the long term of the res ervoir will increase by about 25 cm at the Junction which is considered acceptable A lowering of the actual water level at the Verbois dam during flooding may signi
115. to Laos for rural elec trification e Projects in Nepal should be categorised for domestic consumption and export like Laos has done e The practise of providing loan in commercial rate the fund that the governments obtain from donor countries or International Banks as soft loans is reinvested by Government in high interest rates to respective electricity authorities of Laos and Nepal should be stopped This is one of the factors to make electricity expensive in both countries e Although both the countries use foreign consultants and builders the per kW installation cost in Laos is lower than that of Nepal Hence Nepal should learn how Laos is being able to reduce the generation cost in similar condition e Refinancing of Loans can reduce the cost of generation for both countries e Carbon trading possibility for both countries can help in rural electrification Glossary Augmentation of flow Increasing stream flow under normal conditions by releasing storage water from reservoirs BOT Build Operate and Transfer A contractual arrangement whereby a private sector entity un dertakes the construction including design and financing of a given infrastructure facility and the opera tion and maintenance thereof The private sector entity operates the facility over a fixed term during which it is allowed to charge facility users appropriate fees and other charges not exceeding those proposed in its bid and incorporated in the project agreemen
116. topographic condi tions For the range of water discharges studied typical canal slope between 0 1 and 0 3 were considered The flow regime must remain subcritical and uniform throughout the length of the canal An adequate freeboard has to be considered for open air systems considering the security and emergency operations Normally it is recommended not to exceed a flow velocity of 1 5 to 2 0 m s in the canal 6 In addition a minimum velocity of about 0 6 m s has to be considered in order to avoid sediment settling The length and location of the canal is determined with the po sition of the power plant and a convenient head The design capacity of a conveyance system can be found using Manning s equation 1 Nie Y Lae Po n 6 w D 1 3 Where Q design discharge m s n roughness Manning coefficient s m A flow area m P flow wet perimeter m and S canal bed slope 2 5 2 Standardization charts for open headrace canal Canal structures have been standardized for concrete dimensions formwork reinforcement and ex cavation and are appropriately sized to provide for hydraulic structural and stability design consid erations Between all the components of small hydro headrace conduits have the highest number of alternatives 9 As an example the design charts are presented for an open concrete canal with a bed slope of 0 1 and rectangular section for a series of discharges Fig 6
117. tungsweise Das Programm erm glicht die Simulation der Entstehung und D mpfung von Hochwasser Abfl ssen in Einzugsgebieten unter der Ber cksichtigung der Einfl sse von allf lligen hydrauli schen Bauwerken Routing System II integriert in einer Umgebung hydrologische Nieder schlags Abflussmodelle die Hochwasserd mpfung in Abflussgerinnen die Ber cksichtigung von Wasserfassungen Ableitungen und Regulierorganen den Hochwasserr ckhalt in Speichern sowie den Beitrag von seitlichen Zufl ssen Grundablass Hochwasserentlastung Turbinen und Pumpen sind wichtige Elemente die im Routing System II auch modelliert werden k nnen Die ses Computerprogramm leistet einen willkommenen Beitrag f r die Praxis es ist leistungsf hig einfach handhabbar und ausbaubar 4 2 Kurzbeschreibung von Routing System II Die numerische Simulation von Abfl ssen in komplexen hydraulischen Systemen kann betr cht lich vereinfacht werden indem die einzelnen Bestandteile durch hydraulische Funktionen cha rakterisiert werden Grunds tzlich kann ein hydraulisches Netzwerk durch verschiedene Funkti onen beschrieben werden wie die Entstehung der Transport die Speicherung die Aufteilung die Zusammenf hrung und die Regulierung von Abfl ssen Das Computerprogramm Routing System wurde zur Simulation der Entstehung und der Fortpflanzung von Hochwasserwellen in komplexen hydraulischen Systemen entwickelt welche aus einer Kombination von Einzugsgebieten
118. zone tudi e ainsi que sa r partition entre cat gories de taille de centrales est illustr e en terme d nergie et de puissance respectivement par les figures 10 et 11 ci dessous 94 33 Total P lt 10 MW E 49 406 P lt 10 MW E 14 237 lt 0 100 200 300 0 20 40 60 80 Figure 10 potentiel pratique TWh an Figure 11 potentiel pratique GW Le potentiel pratique de la petite hydro a t estim sur la base des donn es de European Small Hydro power Association ESHA et de l estimation r alis e par Lako Lako P et al 2003 Plusieurs projets ont t recens s dans plusieurs pays de la zone Certains sont en phase de r alisation et d autres d ja planifi s Sur la base des informations obtenues relatives a la date pr vue pour leur mise en service nous avons fait l hypoth se que la date de mise en service effective peut tre retenue comme l ann e 2010 au plus tard Pour les projets d j planifi s nous n avions pu obtenir d informations pr cises sur les dates pr visionnelles de leur disponibilit op rationnelle A partir d hypotheses sur la dur e des travaux de construction des centrales hydro lectriques de grandes tailles en Europe de l Ouest nous avons retenu l ann e 2030 au plus tard pour la disponibilit op rationnelle des am nagements Le tableau 3 r capitule les capacit s en construction et d ja planifi es 184 Potentiel de contribution de l nergie hydraulique pour
119. zungen im Benutzerhandbuch erforderlich macht Je nach Bed rfnissen der KWO AG bedarf das Anlagemodell eine entsprechende Erweite rung betreffend seinen Systemgrenzen und Verfeinerungen auf dem Gebiet der Regulie rung Wiinschbar wire eine direkte Uberlagerung von Daten der meteorologischen Vorhersage auf den aktuellen Zustand um einen zeitverzugslosen optimaleren Betrieb berechnen zu k nnen F r die Berechnung der Wasserh he in Flussl ufen in Funktion der Zeit ist das Computer Programm Routing System II nicht vorgesehen Dazu sind andere Programme geeignet z B HEC RAS Systemanalyse mit Retentionsberechnungen f r den Grimselsee und seiner Zufl sse 10 SCHLUSSFOLGERUNGEN Das Computerprogramm Routing System II hat sich f r die notwendigen Berechnungen im Rahmen dieser Diplomarbeit f r das usserst komplexe Anlagesystem der KWO AG im Ein zugsgebiet der Grimsel bis und mit Handeck bestens bew hrt Es gelang die erforderlichen Si tuationen zu modellieren und aussagekr ftige Resultate zu generieren Das modellierte Anlage schema ist in der Lage f r beliebige Betriebszust nde Simulationsberechnungen durchzuf hren Mit geringem Aufwand k nnen auch zuk nftige Ver nderungen modelliert werden Dies gilt auch betreffend etwaigen Erweiterungen der Systemgrenzen z B Mattenalp Trift und Susten Das erarbeite Benutzerhandbuch ist eine Anleitung und ein Nachschlagewerk f r neue Anwen der wie auch f r bisherige Benutzer Di
120. 0 0 10 Hr 0 19 0 00 0 6 oO oO oO oO oO oO oO oO oO oO oO oO D A 7 D N Q A a 2 D N B GF oO oO oO oO oO oO oO oO oO oO oO oO oO oO oO oO oO oO o o Luftkonzentration Bild 2 Luftkonzentrationsverlauf innerhalb der Bild 2b Ortung der Richtungswechsel Weisswasserschicht an konstanten X Schwarze Kreise Knickpunkte Positionen Graue Pfeile H henlage 29 Felix BOLLER 0 50 0 50 Le 0 40 0 40 2 k 0 30 0 30 0 20 0 20 0 10 0 10 o 0 00 0 00 M A 3 oO oO oO oO oO oO oO oO oO A el S q A S q oO oO oO oO oO y y oO oO oO oO oO y 30 Bild 1 nderung der mittleren Luftkonzentration Bild Ib Ortung der Richtungswechsel entlang X Schwarze Kreise Knickpunkte Graue Pfeile Stationierung 0 20 0 40 0 60 S Ca 1 00 Bild 4 Bel ftungsdicke in Abh ngigkeit von C wg 3 8 3 8 8 8 8 8 0 00 0 30 0 60 a 0 90 Bild 3 Beliiftungsdicke in Abh ngigkeit von X Bild 3b Ortung der Richtungswechsel Graue Pfeile Stationierung Die lokalisierten Stationierungen der Knickpunkte der Bilder Ib und 3b stimmen gut berein In Bild 2 wird ber einen bestimmten H henabschnitt eine relativ konstante Luftkonzentration in nerhalb der Weisswasserschicht gemessen und in Bild 2b h he
121. 0 20 50 100 1000 benutzt Massgebende Hydrogramme stammen aus der Datenbank der BWG und des EOS f r die Geschiebe und Schwebstoffmengen bei Sp lung von Gebidem Als Kontrollpunkt dient die Eidgenossische Hydrometrische Station 2436 in Brig und f r die Festsoffe die Messstation der EOS in Brigerbad F r den Rauhigkeits Koeffizienten gem ss Manning wurde ein Wert von 0 033 f r den ganzen betrachteten Abschnitt und auf der ganzen Strecke definiert Dies entspricht einer empirisch bestimmten charakteristischen Korn gr sse von doo 0 42 m Eine numerische Modellierung wurde mittels des HEC RAS Programms durchgef hrt Die Software HEC RAS erlaubt eindimensionale hydraulische Berechnung der station ren und der nicht station ren Abfl sse Die numerische Simulation zeigt dass ab einem gewissen Niveau die Hochwasserabfl sse die Uferd mme berschwemmen Dieser Grenzwert bestimmt den Zeit punkt ab welchem die Pumpen der Wasserfassung wie die Ganzheit der Chemieanlagen der LONZA Visp ausser Betrieb gesetzt werden m ssen Die Ergebnisse zeigen dass der Abfluss gr sstenteils str mend ist Das wesentliche der vorliegenden hydraulischen Studie ist das Ver h ltnis zwischen Wasserlinienh he und Abfluss der Rh ne bei der Wasserfassung Diese hyd raulischen Ergebnisse werden als Eingabedaten f r die Feststoffberechnungen benutzt 6 2 Feststofftransport Studie Im Rahmen dieser Studie wurde die Durchf hrung von neuen Modellversuchen nich
122. 0 kW US 7 1 by Hydro power Development Policy 2001 So Nepal will be receiving NRs 375 million US 5 3 million annually as Capacity Royalty The project will be handed over to Nepal after 30 years of opera tion In addition to above provision SMEC West Seti hydroelectric Corporation Ltd has decided to provide the share of US 60 million to Nepali investors 6 Domestic Electrification In the case of Laos the above mentioned three projects which are in advance stage of devel opment have domestic component also Some energy from those projects will be supplied to the domestic market of Laos as per the policy of Government of Laos Similarly Nepal also has se cured 10 of energy in terms of separate project from SMEC in West Seti project to cater the domestic grid Apart from this it is worthwhile to mention the small hydro development activities in Nepal 6 1 Small Hydro Development in Nepal According to the policy of HMG N it is mandatory for Nepal Electricity Authority NEA to buy electricity from domestic developer of small hydropower installed capacity up to 5 MW until 2005 provided that total of all such purchase does not exceed 50 MW The rate for such projects is also fixed as US cents 4 2 kWh for wet season and US cents 5 92 kWh for dry season the price mentioned here is equivalent to US cents as the PPA is done in Nepali currency There was a very good response from the developers and some projects have already been oper ati
123. 0000 With 2D computation 8 With 1D computation 1000000 Time years Fig 12 Comparison of volume evolution from 1D and 2D numerical modeling The velocity and shear stress parameter obtained from 2D modeling indicates that at the end of the accumulation there will be no more flows in the inner bends and flow will be constricted through the channel The velocity is about 0 1 0 4 m s near the dam and up to Im s near the junction at the end The shear stress computation shows values up to 10 15 N m2 near the Junc tion and up to 0 3 N m2 near the dam As a conclusion 2D computations have been performed with simplified constant boundary conditions up and downstream Hence the computed results have to be treated in a qualitative rather than a quantitative manner The output from performed 2D long term computations is quite similar with the 1D computations and indicates both channel formation and an asymptotic morphological behavior on the long term without flushing Numerical Modeling of Hydraulics and Morphology of the Rhone between Geneva and Chancy Pougny Junction Dam bed elevation change m bed elevation change m Lo 18 19 24 Df 33 NT 43 46 de oo 03 05 OF II 14 16 19 22 25 27 40 Fig 13 Bed elevation change 6 COMPARISON OF RESULTS The computed equilibrium bed elevations on the long term with analytical methods and with numerical computations has been compared in Fig 14 It is clearl
124. 026 Washington USA 12 Graf W H et Acaroglu E R 1968 A Physical Model for Sediment Transport in Conveyance Sys tems Bull Int Assoc Scient Hydrology Vol XIII No 3 B 202 HYDROPOWER DEVELOPMENT WITHIN THE CONTEXT OF ELECTRIFICATION AND EXPORT THE CASES OF LAOS AND NEPAL Developpement de la production hydroelectrique dans le contexte de l electrification et de l exportation de l electricite les cas du Laos et du Nepal Sunil Thapa Electrowatt Ekono Zurich ABASTRACT Nepal and Laos have many things in common both countries are landlocked have large potential of hydropower agriculture is the main sector of employment and are devel oping countries Hydropower is considered to be the main source of revenue earner in the long run in Nepal and Laos The potential market for electricity of Nepal is said to be India and for Laos it is Thailand Laos is far ahead of Nepal in terms of securing its market of electricity by signing MoU with Thailand to export 3000 MW of electricity whereas between Nepal and India no such agreement exist till today except the understanding of exchange of power up to 150 MW between the countries The development strategy of hydropower in both the countries for export as well as for domes tic electrification has been analysed In the context of the existing similarities in these two coun tries it is considered to be relevant to compare the policies so that some lessons can be learnt from each
125. 10 220 230 240 inlet discharge rate Q m s Figure 2 Relation inlet discharge rate normal depth in the channel downstream of the intake for HQ 99 2 70 7 2 50 4 1 unfavorable 2 30 4 zone of maximal discharge rates E21 0 T S a i gt at favourabl S avourable zone 5 Su E Qneede i unrealistic zone E 1 70 case2 i S I I I I 1 50 SS 1 Qneeded 1 casel gt gt Qmax 1 Qmax 1 30 4 case casel Case for having no River Sill case 1 Case for having River Sill case2 1 10 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 coefficient of Strickler Kst m1 3 s Figure 3 Relation coefficient of Strickler normal depth in the channel downstream of the intake for HQ100 The needed inlet discharge rate for total river discharge HQ 100 given from the numerical analysis reaches value of Q 205 m s For that necessary discharge the obtained from the physical model coefficients of Strickler amount K gt 17 m 3 s and K gt 21 Im 3 5 respectively for case 2 and case refer fig 3 The case 2 is situated in the zone called unfavourable be cause of the strong backwater effect influence The case 1 is situated at the border between the previous mentioned zone and the zone called favourable zone The coefficient of Strickler K 22 m s is the one assumed from RMD Consult as an value which serves the bes
126. 100 years flood with 15 g l respectively 30 g l inflow sediment concentration Thanks to 3D numerical simulation using CFX 4 4 it can be highlighted that the present situation of the reservoir does not present a major sedimentation problem in the vicinity of the dam Approximately 60 of the sediment deposits during a flood occur in the first 3 0 km of the reservoir which acts as a natural desilting basin and about 90 settle upstream of a proposed geotextile screen for all analyzed events Thus a geotextile screen is not necessary in Section 2 The maximum thickness of the deposits is less than 10 cm even for the 100 years flood with a 30 g l maximum inflow concentration In order to improve the present behaviour of the reservoir with regard to sedimentation an obstacle with three different heights is studied The results of the flow simulations show that with a 8 m high barrier the volume of sediment deposits in the first 3 0 km of the reservoir in creases to 76 and with 12 m high the efficiency of this obstacle reaches 87 The maximum deposition attains some 5 cm upstream the obstacle for a single event Due to the accessibility of the upstream area of the obstacle removal of the sediment deposits can be organised if necessary over the years A topographic survey before and after the implementation of the obstacle enables monitoring its efficiency this is even simplified due to the annual lowering of the water level in the reservoir Anothe
127. 12 M moire Lausanne mai 1959 EPFL D partement de g nie rural D Consuegra Zammit Concept de gestion des eaux de Surface Aspects m thodologiques et application Th se n 1064 1992 Office f d ral des eaux et de la g ologie OFEG Protection contre les crues des cours d eau Directives Berne 2001 Office f d ral de l environnement des for ts et du paysage OFEFP Prises en compte des dangers dus aux crues dans le cadre des activit s de l amenagement du territoire Recommandations Berne 1997 Office f d ral de l environnement des for ts et du paysage OFEFP Rives et v g tation des rives selon la LPN D finitions Berne 1997 United States Department of Agriculture Predicting rainfall erosion losses a guide to conservation planning handbook N 282 Washington D C december 1978 GS SA Gestion des eaux et structures SA Echallens Dr P Wisner Manuel d utilisateur OTTHYMO 89 EPFL ENAC Institut d am nagement des terres et des eaux Hydrologie et am nagements IATE HYDRAM Prof A Musy Hydrologie appliqu e Cours polycopi mars 2003 EPFL LCH Etudes postgrades en am nagements hydrauliques Prof A Parriaux Hydraulique des eaux souterraines et hydrog ologie appliqu e 1 3 2003 2005 EPFL LCH Etudes postgrades en am nagements hydrauliques Dr P Durand Conception int gr e des am
128. 2200 _ 2195 Contraintes E 2190 selon H Gicot g a 1953 cas1 2 Contraintes 2170 selon calcul 2165 clasique 2160 1 50 1 00 0 50 0 00 0 50 1 00 N mm Figure 6 Contraintes par ID selon H Gicot et calcul classique Commentaire Courbes 1 et 2 Dans la figure 5 la courbe 1 est le r sultat du calcul 1D tandis que la courbe 2 est le r sultat du calcul 2D Cette diff rence peut tre expliqu e dans la figure 6 du calcul des contraintes en 1D 220 Analyse du comportement du barrage du Vieux Emosson sous charges sismiques Au dessous de la cote 2175 ot les pouss es d eau sont obliques la composante verticale se r partit aussi entre arcs et murs mais dans le calcul de H Gicot qui a renonc a calculer la part revenant aux arcs et qui a attribu toute la composante verticale aux consoles la partition a t calcul e seulement pour les pouss es horizontales Le r sultat de ce calcul d montre dans la figure 1 que cette consid ration a t un peu d favorable Courbes 2 et 3 les contraintes sont diff rentes par l influence de la rigidit de la fondation la roche dans ce cas module d lasticit du gneiss 20 kN m Dans la figure 6 les contraintes verticales ont t calcul es du niveau 2165 au niveau 2205 et on voit que les deux lignes cessent de coincider au dessous de 2175 Dans le calcul de v rification on consid re la g om trie de la partie oblique du mur c
129. 26 62 m s for the third test have been satisfying with acceptable margins For omparison the assumed from the numerical model coefficient of Strickler amounts k 22 m s refer 2 2 The river banks have been covering relative small surface and the sizes of 110 Flood polder at the river Mangfall South Bavaria Germany the wooden block were calculated but not calibrated With that step the procedure for setting up the roughness of the model has been completed Following reform at the model has been effectuated After installing the wooden blocks in the appropriate areas the physical experiments have been started 3 EXPERIMENTAL WORK CONCERNING THE CAPACITY OF THE INLET STRUCTURE 3 1 General The main object of this project is evaluation of the inlet discharge rate and investigation of river sill necessity refer 1 The mentioned river sill is built as transverse construction down stream of the inlet structure refer fig 1 From the engineer consulting company RMD Consult one has the following references which can be used as base for comparison for the case of high flood event HQj99 360 m s the needed discharge for un optimal use of storage capacity iS Qinet 205 m s the coefficient of Strickler k 22m s that value concerns the roughness of the channel situated downstream of the intake is assumed and overestimated so that to serve a worst case of eventual gravel deposition in front the inlet structur
130. 4 0 08 40 12 x0 16 18 000 2200 _ Energy sale price CHF kWh I gt y e i 17 500 1900 z T I 5 2 i 7 17 000 t160 amp 2 E w a gt 5 16 500 penstockcost 1300 x E ice Total cost S 2 N energy loss cost 5 a 16 000 r 1000 gt fo 1 De F ao i 8 155001 lt _ Dept nu 700 J a ETM 15 000 I t 400 0 3 T r 0 40 0 45 0 50 0 55 0 60 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 Diameter m Discharge m s 0 55 2 9 e 0 04 0 08 40 12 x0 16 ARE ABT eS ae SUR Energy sale price CHF kWh 2 7 T Energy sale price CHF kWh 2 5 5 E Q 0 25 m s 3 ze o J 5 S 214 A T gt 2 2 3 19 Be 2 J 17 4 0 35 7 H 200m ee 15 1 c d 0 30 T T T T T T T T T T T T T T T T T 1 3 T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 Total head m Discharge m s Figure 10 Optimization of penstock a diameter for 0 16 CHF kWh as energy price b diameter for different energy prices c diameter for different total heads and energy prices d velocity for different energy prices In the standardization process the volumetric curves for anchor blocks are also obtained for 3 different deflection angles of 120 140 160 and for different discharges and total heads 9 3 OPTIMIZATION TOOL POPEHYE
131. 494 20800 day gt 4014 72000 day 30 00 20 00 Excess Pore Water Pressure kN m 10 00 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 10 0 Depth m Figure 7 Excess pore water pressure for Young s modulus E 100 000 kN m bulk modulus B 5 000 kN m soil permeability K 10 m s drawdown rate 0 00005 m s 35 00 Max vertical deformation at soil water interface because of drawdown 31 5 mm 30 00 4 25 00 4 20 00 15 00 Vertical Displacement mm 10 00 4 5 00 4 0 00 T T T T T T T T T T T mer 0 0 100 0 200 0 300 0 400 0 500 0 600 0 700 0 800 0 900 0 1000 0 1100 0 1200 0 Time day Figure 8 Vertical displacement at soil water interface for Young s modulus E 200 kN m bulk modulus B 5 000 kN m soil permeability K 10 m s drawdown rate 0 00005 m s 173 Sitaram NEUPANE Also the effect of wave is similar to that of drawdown case but the maximum excess pore water pressure in wave case occurs at some intermediate peak values of rapid drawdown or filling process during the loading period contrary to the simple case of rapid drawdown where these values occur at the end of drawdown process Moreover dissipation of excess pore water pres sures takes considerably longer time in rapid drawdown case as compared to the wave case Figures 9 amp 10 show the evolution of excess pore water pressure or drop i
132. 50 la contribution de la fili re hydraulique dans la structure de l offre d lectricit en Europe de l Ouest et son volution en fonction des facteurs qui l influencent Afin de clarifier les choix qui ont t faits dans cette tude l introduction m thodologique pr cise le contexte dans lequel nous la situons 2 CONTEXTE DE L ETUDE 2 1 Cadre g ographique L Europe de l Ouest telle que d finie dans le pr sent travail comprend Autriche Allemagne Belgique Danemark Espagne France Gr ce Ireland Italie Portugal Pays Bas Royaume Uni Finlande Su de Norv ge Island Suisse et la Turquie Cependant pour tenir compte du stade tr s avanc de l interconnexion des r seaux travers toute l Europe et des r elles perspectives de configuration du march lectrique europ en d ici 2050 cette tude doit tre int gr e dans un cadre plus largi tenant compte notamment des fronti res de l Europe des vingt cinq 2 2 March de l lectricit Depuis quelques ann es aussi bien travers le continent europ en que partout dans le monde louverture du secteur lectrique r sultat d interactions complexes entre les facteurs politiques conomiques et technologiques se traduit par de nombreux changements au niveau de son organisation industrielle Traditionnellement monopolistique et verticalement int gr le secteur lectrique volue vers une organisation d centralis e bas e sur des m canism
133. A y 2185 lin ad 43 1 _ 2175 v I 2165 in y Es Bil m g T 2 2157 1 Figure 3 Poussee totale de l eau g om trie simplifiee du joint 8 9 2 3 Definition du mod le Pour la d finition du model on a consid r deux tapes suivantes Premi re tape Elle repr sente I analyse de l tat actuel et se compose de deux cas Cas a barrage consid re que la fondation est rigide Cas b interaction barrage roche 218 Analyse du comportement du barrage du Vieux Emosson sous charges sismiques Deuxi me tape Elle introduit la pr sence de la galerie dans le mod le fondement du futur projet d Atel Netz AG qui pr voit de construire une installation de pompage turbinage entre le lac du Vieux Emosson et le lac d Emosson Maillage Le maillage se compose de deux groupes d l ments et de diff rents mat riaux b ton et la roche Le maillage a 1345 n uds au total et 597 l ments dont 24 l ments quadratiques de 8 n uds et 573 l ments triangulaires de 6 n uds Dans la figure 4 on pr sente les maillages pour l tape de l tat actuel et l tape du futur projet avec la pr sence de la galerie Etape L Maillage de l tat actuel cas a et cas b Etape Il Maillage du futur projet avec la pr sence de la galerie dans le modele Casa barrage Cas b interaction sol barrage Se 9 7 m 58m
134. Augrund der Basis Kriterien der Gebrauchstauglichkeit Dauerhaftigkeit und Wirtschaftlichkeit wur den die Varianten beurteilt und eine Optimale L sung ausgew hlt Die Anfangsziele der Studie konnten nur teilweise verwirklicht werden 1 Die Variante mit nur einer Fassung wurde auf Grund ungen gender Wassermenge w hrend der Nie derwasserperiode als nicht zweckm ssig befunden 2 Eine detaillierte numerische hydraulische und Feststoff Simulation aller L sungsvarianten hat erge ben dass eine konventionelle Seitenfassung nicht die optimale L sung darstellt 3 Das Geschiebeeintrag ist durch die vorgeschlagenen technischen Massnahmen stark reduziert und die K hlwasserqualit t maximal optimiert 201 Predrag STEFANOVIC 4 Die Investitionskosten und Betriebskosten k nnen durch die Anwendung von innovativen kostenspa renden Methoden minimiert werden 5 Die gew nschte anstrengende Qualit t des K hlwassers sowie eine permanente Versorgung der Pum pen kann dauernd gew hrleistet sein 6 Der Umbau der Fassung ist problemlos ohne Betriebsunterbruch durchf hrbar 7 Die Kapazit t des Rhonebettes im Abschnitt wird uneingeschr nkt beibehalten 8 Die neue Sohle des Rhonebettes nach Um und Neubau der Fassung wird weder durch Ablagerungen noch durch Auskolkungen beeintr chtigt 10 LITERATUR 1 De Cesare Giovanni Dr Boillat Jean Louis Luggen Edi Dr 2000 Industriewasser fassungen Umgestaltung zur Gew hrleistung von
135. CH Lausanne Erik Bollaert AquaVision Engi neering Ecublens Prof Anton Schleiss EPFL LCH Lausanne Sedimentation in the Giibsensee Numerical modelisation and optimization of technical measures to reduce sedimentation inside the lake 13 Islam M Awad Laboratory of Hydraulic Constructions LCH Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL Switzerland Jury Giovanni De Cesare EPFL LCH Lausanne Alain Oulevey De C renville G otechnique Ecublens Jean Louis Boillat EPFL LCH Lausanne Lufttransport im Klassischen Wechselsprung Beobachtungen zum Luftein trags und Luftaustrags Verhalten 23 Felix Boller Thalwil Schweiz ETHZ VAW Jury Prof Willi Hager VAW ETHZ Z rich Peter Billeter IUB Ingenieur Unternehmung AG Berne Prof Anton Schleiss EPFL LCH Lausanne Projet de petite centrale hydraulique sur le Doubs Etude de faisabilit et de rentabilit 33 Pierre Alain Bourquard BCF Hydro Bassecourt Suisse Jury Giovanni De Cesare EPFL LCH Lausanne Vincent Denis Laboratoire de mini hydraulique Mhylab Montcherand Jean Louis Boillat EPFL LCH Lausanne Protections contre les crues de la ville de Rolle Ouvrages de r tentions amp Equipements 45 St phane Bovier B Schenk SA Nyon Jury Phillipe Hohl SESA Lausanne Jacques Bonvin EIVD Yverdon Jean Louis Boillat EPFL LCH Lausanne Etude de variantes d ouvrages buts multiples en rivi re 57 Henri Civier Stucky SA
136. Ces dossiers ont t dress s sur la base des m thodes d velopp es par l institut d am nagement des terres et des eaux IATE EPFL et par M Fr d ric Schenk du bureau B Schenk SA 2 2 Hydrologie L tude hydrologique est bas e sur les observations de l orage du 8 juin 1996 ils consistent en des relev s pluviom triques de plusieurs sources soit les stations de mesures F chy Rolle et des donn es r colt es aupr s de vignerons Ces donn es ont t corr l es avec les informations m t orologiques des stations de Changins de Morges et de Lausanne La pluie du 8 juin 1996 a t reconstitu e sur la base d observations faites in situ et les diff rentes stations de mesures Un mod le hydrologique a t d velopp autour du logiciel Otthymo cf fig 2 avec une discr tisation d taill e du bassin versant Le calibrage de ce mod le a t r alis en deux tapes e Validation et pr calage des param tres sur les donn es de l tude du Rupalet tablies par IATE EPFL en 1995 le bassin versant du Rupalet est tout fait semblable celui du projet sa situation est distante du projet d peine plus de 2 km e Contr le et calage fin sur les donn es de l orage du 8 juin 1996 Avec ce mod le une s rie de 583 pluies de la station de Changins p riode de 22 ans a permis le routage d autant de d bits class s et trait s par la m thode statistique de Gumbel Les r sultats ont permis
137. D g 2 D 2 Sg Capacit centrale vapeur Figure 2 volution des capacit s lectriques Figure 3 volution de la puissance hydro par technologie de production lectrique entre 1090 et 2000 Le potentiel pratique de grande hydro a t valu en partant du potentiel technique non encore exploit dans chaque pays Nous avons pr f r ne pas tenir compte du potentiel des pays qui ne disposent plus d une r serve importante ainsi que celui des pays o le d veloppement futur de grandes centrales hydro lectriques est confront des difficult s d ordre politique et environnemental Pour ce faire nous avons propos une classification des pays en fonction du crit re d existence ou non d une part de d cisions politiques restrictives ou interdisant la poursuite des am nagements de grandes retenues d eau Les r sultats sont pr sent s dans le tableau 2 182 Potentiel de contribution de l nergie hydraulique pour la production d lectricit en Europe de Ouest au cours de premiere moiti du XXI si cle 2000 2050 12000 11000 10000 9000 8000 7000 6000 ST 5000 EEE EEE EN Figure 4 volution de la puissance totale des grandes centrales P gt 10 MW 4000 gpeoeeege Figure 5 volution de la puissance totale install e des petites centrales P lt 10 MW
138. F RENCES Sinniger Richard O Hager Willi H 1989 CONSTRUCTIONS HYDRAULIQUES Trait de G nie Civil de l Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL Volume 15 Lausanne EPFL Comte B 1995 Exploitation et maintenance des groupes hydraulique M Larinier Porcher Travade et Gosset 1999 Passe poissons expertise conception des ouvrages de franchissement Protections contre les crues de la ville de Rolle Ouvrages de r tentions amp Equipements Flood Protection Measures of Rolle Town Retention Works amp Equipments St phane Bovier B Schenk SA Nyon ABSTRACT Flood Protection Measures of a Town is a modern and ambitious work its com plexity is a feature of scientific economic ecologic and sociologic aspects The project present a dimensioning work of Rolle Town protection schemes near Geneva Lake an environmental in tegration of the proposed installations and an economic evaluation related to risks reduction The main academic interests reside in the optimization method of the retention volume and the nu meric model of two basins laminating connected with a broad crested weir RESUME La protection contre les crues d un milieu urbain est une entreprise moderne et ambitieuse sa complexit r side non seulement a r soudre les probl mes scientifiques mais galement a y int grer les aspects conomique cologique et sociologique Le projet pr sente une tude de dimensionnement des ouvrages de protec
139. Figure 4 Maille de l tat actuel et avec la future galerie d acces la centrale souterraine de l am nagement pompage turbinage 3 ANALYSE STATIQUE DU BARRAGE ETAPE I l tat actuel 3 1 Analyse des contraintes verticales Z et contraintes horizontales Y Les r sultats sont obtenus en r alisant des calculs avec les trois cas cas a barrage cas b barrage fondation et barrage selon H Gicot 219 Odila Yolanda ZAVALA MORA On peut voir dans la figure 5 une comparaison des contraintes verticales l amont dans les cas a barrage cas b barrage fondation et barrage selon H Gicot aux cotes 2005 2200 2193 2185 2175 2165 2191 9 cotes qui ont t choisi dans le calcul de H Gicot 2210 Compression Traction 2205 Oaval 2200 2195 1 Contrainte statique H Gicot 2190 2 Contrainte statique cas a g 2185 3 Contrainte statique cas b 2180 4 Contrainte dynamique cas a 2175 5 Contrainte dynamique cas b 2170 aa 2165 Ba assay a rung 2160 2155 6 00 4 00 2 00 0 00 2 00 4 00 6 00 IN mm Figure 5 Comparaison des contraintes statiques et dynamiques verticales l amont dans les casa barrage cas b barrage fondation et barrage selon H Gicot calcul 1D a Compression Traction
140. Geschwindigkeit herrscht kann f r M1F4 4 folgende Beziehung eingesetzt werden h h kom A 0 0 lt x lt 1 0 8 l y D h s mtliche Geschwindikteitsvektoren innerhalb des Stabilit tsfeldes weisen positive Orien tierung auf und unterst tzen das Tragen des H henunterschiedes zum Unterwasser 7 FOLGERUNGEN 7 1 Beobachtungen Der Luftgehalt entlang der messbaren Wasserspiegellinie entspricht selten Ca 90 generell liegt er tiefer Kap 5 Es ist somit fraglich in welchen F llen und wie stark man sich im Wech selsprung bzgl Wasserspiegellinie nach ho richten soll Die Luft schiesst anfangs horizontal mit dem Wasser in den Wechselsprung danach steigt sie relativ vertikal und fl chtig hoch Die aufgenommenen Messwerte der Sonde reflektieren Luftblasen aus unterschiedlich angestr mten Richtungen Die festgestellten Unterschiede an Luftkonzentration der vorbel fteten Messung M5F6B nahe der JetBox weisen auf gravierende Unstimmigkeiten hin Kap 4 5 Die Orientierung der Geschwindigkeit ndert im Wechselsprung mit jeder Position Die fort laufenden Anpassungen des zustr menden Wassers an den Gleichgewichtszustand des Wechsel sprunges passen auch die Geschwindigkeitsorientierung jeder Position konstant an Mit einer optischen Messonde kann infolge dieser sich stark ndernden Orientierung die Geschwindigkeit nicht berall verl sslich gemessen werden besonders im Rotationsk rper orientieren sich Luft und Wasser untersch
141. Kraftwerke 60 des Grimsel Stromes im Sommer produzieren Damit eine saisonal ausgeglichenere Energieproduktion m glich wird m chte die KWO AG das Stau volumen des gr ssten Speichers des Grimselsees vergr ssern Mit einer Erh hung der Mauern um 23 m wird rund 75 Mio m3 mehr Wasser speicherbar was schliesslich zu einer Umlagerung der Produktionsverteilung auf rund 55 der Energie im Winter und 45 der Energie im Som mer f hren w rde die Umlagerung entspricht 230 GWh Energie pro Jahr Die Produktion der KWO AG wird dadurch bedarfsgerechter und die KWO AG w rde ganzj hrig ber flexible Einsatzm glichkeiten der Kraftwerke dank ausgeglichenem Wasserangebot verf gen Selbst wenn durch die Klimaver nderung in warmen Wintern mehr Wasser fliesst n tzt das Speicher volumen des erweiterten Grimselsees Die Umlagerung ist nicht mehr so strikt an die Jahreszei Vkwo Teil 3 GRIMSELSTROM pP pi peo ee a Saisonal ausgeglichene Produktion Erh hung des Speichervolumens des Grimselsees B Energiegewinn 10 GWh a B Energieumlagerung ca 230 GWh KWO total 55 Winter Energie E Investition CHF 200 Mio Ritzlihorn y EP a KWO plus Teil 3 Staumauern Grimselsee Erh hung um 23 m Sanierung Spittellamm Sperre Grimsel Hospiz Grimselpass p Grimselpassstrasse ters rgletscher Verlegen der Grimselpassstrasse m Gletsch Grimselsee 74 Mio m LL Sidethorn r ares ove Aar
142. Laboratoire de Constructions Hydrauliques Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne ai Communication 23 Master of Advanced Studies MAS en amenagements hydrauliques in hydraulic schemes Edition 2003 2005 Collection des articles des travaux de dipl me Collection of papers of the diploma theses Editeur Prof Dr A Schleiss Lausanne 2005 Communications du Laboratoire de constructions hydrauliques ISSN 1661 1179 Ecole Polytechnique Federale de Lausanne Editeur Prof Dr A Schleiss N N N N N N N 10 11 20 21 22 23 2002 2002 2002 2002 2003 2003 2004 2004 2004 2004 2004 2005 2005 2005 J Dubois M Pirotton Generation et transfert des crues extr amp mes Le logiciel Faitou A Lavelli G De Cesare J L Boillat Mod lisation des courants de turbidit dans le bassin Nord du Lac de Lugano P de Almeida Manso Stability of linings by concrete elements for surface protection of overflow earthfill dams E Bollaert Transient water pressures in joints and formation of rock scour due to high velocity jet impact D S Hersberger Wall roughness effects on flow and scouring in curved channels with gravel bed Ch Oehy Effects of obstacles and jets on reservoir sedimentation due to turbidity currents J L Boillat P de Souza Hydraulic System Mod lisation des systemes hydrauliques a coulements transitoires en charge
143. MW 1 000 MW 5 636 GWh will be sold to Thailand and 86 MW 300 GWh will be supplied for domestic consumption in Laos The PPA is done in take or pay basis and the rate of energy is 4 2US cents kWh The project is expected to be complete in 2010 Total cost of the project is US 1 2 Billion According to the World Banks estimate the revenue generated by this project in 2024 will be equivalent to 3 to 5 percent of the total revenue generated from all sources in the country 5 2 West Seti of Nepal West Seti HEP is proposed to have installed capacity of 750 MW This project will be con structed in West Seti River in far western region of Nepal It will generate 3 300 GWh of energy annually and costs about US 811 6 million at 1997 price The His Majesty s Government of Nepal HMG N has signed a Project Agreement and an export agreement in 1997 with the de veloper of the project Snowy Mountain Engineering Corporation SMEC West Seti Hydroe lectric Corporation Ltd for the development and export of power from this project to India A power Purchase Agreement between SMEC and PTC Power Trading Corporation of India has been done last year PTC will purchase the electricity in 4 95 US cents per Kwh According to the Project Agreement between HMG N and SMEC the developer will have to construct a separate reservoir project with an installed capacity of 75 MW as Energy Royalty to HMG N Annual Capacity Royalty rate has been fixed as NRs 50
144. OUDIAN 72 1 Water supply from the upstream part of the vertical shaft 2 Water supply from upstream and downstream pipes altogether 3 Closing the horizontal conduit at the upstream part of the system this was added in a prece dent modification 4 Closing the head of the shafts in order to impeach air supply 5 Closing the horizontal conduit as well as blocking the head of the shafts After the first test series t was decided to bring some modifications on the physical model to in crease the hydraulic capacity of the system The first hypothesis was that the limitation of the ca pacity was due to the small surface of the orifice at the shaft outlet ended with a 90 circular bend Fig 4 Since the amount of the necessary change was not defined a movable gate was in stalled at the outlet part so that it was possible to modify the surface of the orifice as a variable parameter Q r 6 cm model c a a b Figure 4 a Schema of the outlet bend b Section a a of the initial orifice S 28 99 cm at model scale 1 10 5 By the help of the movable gate the height of the orifice can be enlarged from 6 2 cm fig 4 b up to maximum 12 6 cm 2 1 NUMERICAL MODELING To further examine the system capacity a numerical modeling was achieved using two different software named 1 Hydraulic system Laboratory of Hydraulic Construction EPFL version 2 0 2003 and 2 Flow 3D Flow Science Inc 2001 The aim of the numerica
145. Roughness corresponding to coefficient of Strickler K lt 20 Im 3 s should be not permitted 5 2 Conclusions concerning investigation of sediment transport In general dangerous blockings of the inlet structure provoked from sediment transport doesn t exist unless after one few flood event s of small probability of occurrence in many steps in terms of time suspended material has been deposited drained during the dry period and later vegetation has taken place To avoid such a situation appropriate and timely mainte nance of the river should be taken into account so it can permit increasing of the flow capacity and passing without any danger the flood hygrogram The maintenance includes removal of bushes and trees reforestation which narrow the profile and put in danger the stability of the protection works evacuation of dead trees out of the flooded area permanently excavation of al luvial deposits in front of the inlet structure repair of damages endured as by the inlet gates of the Flood Polder as well by the river protection embankments All the maintenance work should take into account the protection of the nature and the fishing Periodic controls of the Flood Pol der effectiveness will allow detecting of possible weak points before a disaster does not occur 5 3 References Hydraulische Berechnung von Fliessgew ssern 1991 DVWK Merkblatt 220 A A 1997 Niedermayr C 2005 Untersuchung und Bewertung des Geschieb
146. SWMM qui a t transform pour le cas sp cifique de ce bassin versant Ce mod le se compose d un r servoir sol et d un orifice pour ce qui concerne la reproduction du d bit de base et d un plan inclin pour composer le d bit qui provient du ruissellement Les donn es n cessaire pour la mod lisation hydrologique sont les suivantes S rie de d bits de Lavertezzo Campioi de 1990 a 2004 S rie de pluies de Frasco 1997 a 2004 S rie de pluies de Magadino 1979 a 2004 Le calage des param tres du modele se fait sur la p riode 1997 2004 ce calage se fonde sur la s rie de pluies repr sentative du bassin versant enregistr e a Magadino avec l apport des donn es de Frasco pour ce qui concerne les pr cipitations estivales la fonction de calage a comme objectif celui de minimiser l erreur entre la s rie de d bits du modele et la s rie de d bits mesur s Campioi La validation des param tres se fait sur la base des donn es de pluie de Magadino entre 1990 et 1997 en v rifiant que l erreur de la s rie de d bits du mod le et celle mesur e a Campioi soit minimale Ensuite nous introduisons les donn es de Magadino entre 1979 et 1990 et le mod le produit la s rie de d bits Campioi pendant cette p riode 2 4 Module hydrologique 2 Le mod le n cessaire la modulation de l hydrogramme de d bit est une fonction qui transforme Vhydrogramme entrant Campioi en tenant compte de l apport du
147. The canal of the Papeterie is about 930 m long It is a derivation of the Versoix River and was used to feed three microelectric power plants La Papeterie Favarger and Vilvert All of them are presently out of service The present work focuses on the sites of La Papeterie and Favarger At La Papeterie the equipments are fairly old and the intake screen and the turbine are dis manteled At Favarger the equipments are in good condition For the two sites the possibilities of reusing transforming and dismanteling the hydraulic equipments are analyzed and in case of reusing the costs associated with rehabilitation and operation of the power generation utilities Cost per kWh produced was determined based on a proposed canal flow regulation and historic flow duration curves R sum e Le canal de la Papeterie d une longueur d environ 930 m est une d rivation des eaux de la riviere la Versoix Trois petites usines hydro lectriques sont situ es sur ce canal La Papeterie Favarger et Vilvert Toutes ces installations sont aujourd hui hors service L tude se concentre sur deux d entre elles celle de la Papeterie et celle de Favarger Les quipements de l usine de la Papeterie sont v tustes la turbine et le d grilleur se trouvent actuellement d mont s L usine de Favarger est en meilleur tat le g n rateur et le control commande sont cependant a remplacer L objectif du travail a t de d terminer les diff rentes po
148. Wasserspiegelschwankungen des Grimselsees bei verschiedenen Zust nden seiner Ablassorgane Systemanalyse mit Retentionsberechnungen f r den Grimselsee und seiner Zufl sse Die mittels Routing System II berechneten Wasserspiegeln Volumen Zu und Abfluss Volu menstr me etc k nnen aufgrund der Kontrollrechnungen und im Vergleich zwischen den ein zelnen Varianten als plausibel betrachtet werden Somit kann sinngem ss mit der Modellierung gr sserer Systeme fortgefahren werden Die Durchf hrung von Plausibilit ts berpr fungen die nen nicht nur zur Kontrolle sondern stellen einen Beitrag zur Vertiefung der Kenntnisse des Anwenders Bei der Ben tzung von umfangreicheren Computer Programmen ist die Durchf h rung von Plausibilit tsrechnungen sehr zu empfehlen 6 MODELLE DEREN ABGRENZUNGEN UND SPEZIFISCHE ANNAHMEN 6 1 Allgemeines Im Rahmen der vorliegenden Diplomarbeit werden die folgenden Situationen modelliert Grimselsee w hrend der Bauphase zur Erh hung der Staumauern bei einem Hochwasserer eignis von Ro Grimselsee mit erh hter Stauziel und einem Zufluss von PMF Gesamtes Einzugsgebiet des Grimselsees bis zu den Zentralen Handeck f r beliebigen Zu fluss 6 2 Grimselsee w hrend der Bauphase zur Erh hung der Staumauern bei einem Hochwasserereignis von Q 29 6 2 1 Ausgangslage Hier handelt es sich um eine spezielle Situation Die Bauarbeiten werden sich voraussichtlich ber circa 4 Jahre erstrecken was die Ben
149. a 1 3 P rim tre concernant l hydraulique secteur anthropique de Tenero et Gordola aa hs a LZ H Te ai a Figure 2 Secteur anthropique de Tenero et Gordola 129 Samuel FERRARI Le secteur qui peut comporter des conflits entre le r gime hydraulique de la riviere et les activit s li es l am nagement du territoire coincide avec le tron on aval de la Verzasca Nous avons donc examin en d tail l axe hydraulique entre la premiere travers e sur la rivi re le pont de la route cantonale Bellinzona Locarno et l embouchure dans le lac Majeur Ce tron on de la Verzasca coupe perpendiculairement le Piano di Magadino et il est travers par une s rie d ouvrages d art il se trouve d ailleurs dans I axe principal de transit entre les villes de Bellinzona et Locarno L activit anthropique du secteur est fortement d velopp e notamment avec toutes les sortes d affectations du territoire qui vont de l utilisation agricole l industrie passant par des zones r sidentielles commerciales et de loisir Entre les digues qui ont t b ties en 1906 et surtout dans le secteur de l estuaire il existe des zones de protection de la nature qui sont inscrites dans l inventaire national Bolle di Magadino ou qui sont objet de projets de valorisation notamment avec l inscription dans l inventaire des zones alluviales d int r t cantonal Le p rimetre d tude se d veloppe su
150. a derni re crue de 2004 et il a fallu v rifier l aide de quelques sections caract ristiques la validit des sections hydrauliques Les param tres d crivant les caract ristiques hydrauliques tel les rugosit s les secteurs inactifs et les digues ont t aussi ins r es dans la mod lisation et ceci a t fait partir du mode bidimensionnel La possibilit d une br che dans les digues a t aussi analys e et il y a eu une valuation des secteurs qui se pr tent emmagasiner de l eau en cas de br che 4 4 Mod lisation hydraulique La mod lisation hydraulique du secteur se fonde sur le logiciel Hec RAS et tient compte de toutes les donn es g om triques et des caract ristiques hydrauliques sur la base du logiciel de transformation Hec Geo RAS 135 Samuel FERRARI Les conditions initiales sont les suivantes a l amont les hydrogrammes de crue calcul s selon la methode de Sinniger et l aval une fonction du plan d eau qui tient compte de l hauteur du lac Cette deuxi me fonction a t tablie sur la base de statistiques qui relient le d bit sur la rivi re Verzasca et le plan d eau du Lac Majeur pendant ces crues Etant donn que il n y a pas une fonction directe et que la corr lation entre les deux s ries de valeurs est difficile a trouver il a t d cid d tablir une droite r gressive du plan d eau du lac directement li e au d bit de la Verzasca et non pas au temps de retou
151. a fili re la part des nergies renouvelables dans l lectricit risque d tre en baisse au cours de la p riode elle constituera plus de 70 d lectricit d origine renouvelable produire selon les objectifs de l Union europ enne 22 1 de la consommation finale partir de 2020 Europrog 2002 Il est difficile de se prononcer de mani re d finitive quant aux effets du r chauffement climatique sur la production d hydro lectricit en Europe de l Ouest Selon les r sultats des chercheurs de l universit de Kassel en Allemagne que nous avons pris comme r f rence les pays seront diversement affect s par le ph nom ne Il semble aussi que la p riode 2000 2050 pourrait conna tre une plus grande intensit de la fonte des glaciers de la neige Dans les pays du Nord de l Europe on assistera donc une augmentation des apports hydrologiques annuels ce qui pourrait se traduire par une plus grande disponibilit de l eau pour produire de l lectricit Mais les perturbations sous forme de fluctuations et irr gularit s qui pourraient affecter les saisons exigeront de repenser la gestion des r servoirs et d accro tre leur capacit de laminage des crues afin d augmenter leur capacit de stockage et de transfert de la production entre 189 Mohamed Masmoudi SAIZONOU saisons La sur l vation des barrages est une technique qui peut permettre d atteindre cet objectif en fonction de la morphologie des
152. a hauteur des basses eaux varie alors entre 428 8 et 429 1 m D s la fin de l hiver le lac entame une remont e qui est parfois rapide La variation sur les hauteurs maximales du lac est beaucoup plus importante pour les hautes eaux que pour les basses eaux Les pointes se situent g n ralement entre mai et octobre Le niveau extr me mesur pendant la p riode consid r e est de 428 81 pour les basses eaux et de 430 24 m pour les hautes eaux La hauteur moyenne est de 429 30 m La faible pente ainsi que la proximit du lac rendent les coulements dans les cours d eau tr s sensibles la position du niveau du lac De mani re g n rale c est la position lac haut qui est la plus d favorable De ce fait les calculs des capacit s des cours d eau ont t faits avec un lac une hauteur de 430 24 m L Orbe entre dans la plaine l Ouest travers la ville d Orbe Son r gime est fortement influenc par les am nagements hydro lectriques situ s en amont de la ville d Orbe Apr s sa confluence avec le Talent Orbe devient la Thielle Celle ci collecte quelques drainages ainsi qu une partie des eaux du Canal Occidental et du Mujon par le biais de d versoir du point X D s son entr e dans la plaine la Thielle est enti rement endigu e car le niveau de son lit est pratiquement gal celui de la plaine La pente du profil en long varie entre 0 01 et 0 2 Le Mujon entre dans la plaine au Sud du village de Mathod puis s
153. ab 4 Varianten bersicht 0 ausgeschieden Y f r Variantenvergleich aufgenommen 7 2 Variantengruppe I Feste Wasserfassung Berechnungsresultate und Interpretation Eine Feststofftransportsimulation mittels 2D numerischen Modellierung wurde f r die bestehen de Anlage sowie f r die neu vorgeschlagenen Varianten der festen seitlichen Wasserfassung bei verschiedenen Abfluss und Korngr ssenbedingungen durchgef hrt 196 Neue Rhonewasserfassung Lonza AG Walliser Werke Visp Das Verh ltnis Abfluss Sandablagerungsh he ist in folgender Tabelle zusammengefasst i Q vo V11 VI2 vi3 VI4 V1 6 V1 7 V1 9 EHQ 918 0 2 057 1 238 2 704 3 139 2 028 1 774 1 397 1 536 100z 728 0 1 938 1 148 1 781 1 415 1 577 1 253 1 017 1 493 100 min 642 0 1 753 1 025 1 559 1 404 1 283 1 251 1 192 1 214 T 50 566 0 1 737 0 970 0 769 0 949 1 430 1 195 1 355 0 696 T 20 475 0 1 391 0 424 1 553 1 848 1 212 1 110 0 892 0 524 T 10 411 0 1 306 0 366 0 597 0 949 0 789 1 3772 1 031 1 20 T 5 350 0 1 790 0 276 0 600 1 553 0 489 1 633 1 110 1 19 T 267 0 1 295 0 169 0 492 1 020 0 359 1 515 0 632 0 93 Qspiit 60 0 0 573 0 100 0 291 0 242 0 209 0 551 0 321 0 29 Qspiit 38 0 0 354 0 003 0 053 0 146 0 178 0 272 0 057 0 17 Tab 3 Die Verh ltnisse Abfluss m s Sandablagerung m f r die verschiedenen Varianten
154. able 2 shows the ratio of sedimentation for the different studied heights of obstacle as well as the volume of material needed to construct the obstacles Volume of the Deposition upstream Deposition upstream rockfill dam m of Section 1 of Section 2 Present situation 63 94 Obstacle 4m 1 700 69 95 Obstacle 8m 12 300 76 97 Obstacle 12m 34 600 87 99 Table 2 Ratio between the deposition upstream the implementation of alternatives and the total deposi tion in full West arm of the reservoir at the end of the simulation for the present situation and different ob stacles highs Alternative The performance of an obstacle against turbidity currents starts to be significant for the obsta cles higher than 8 m In this case the sedimentation upstream of the obstacle increases from 63 to 76 for the 8 m high obstacle and from 63 to 87 for the 12 m high Figure 25 illus trates the situation at the end of the simulation for the obstacles with 8 and 12 m high 148 Sedimentation management in the Livigno Reservoir Technical measures to reduce the effects of sedimentation due turbidity currents Punt dal Gall dam Time step 3700 120000 seconds Deposition m 0 05 0 04 0 03 0 02 0 01 0 00 obstacle Erosion m Inlet Inlet Punt dal Gall dam Time step 3700 120000 seconds Deposition m 0 05 0 04 0 03 0 02 0 01 0 00 obstacle y Erosion m
155. ais que les d cisions d investir dans les moyens production ne soient plus prises dans le cadre d une r flexion globale l chelle du syst me lectrique mais en fonction d opportunites et de perspectives de rentabilit En d autres termes c est le prix du kilowattheure qui dirigera l investissement dans les moyens de production par les investisseurs priv s et non plus l anticipation du niveau de la demande Ceci ne semble cependant pas tre une fatalit Les besoins en lectricit seront croissants au fil du temps m me s le taux de croissance pourrait devenir de plus en plus faible par rapport au pass Les sources d nergies primaires seront plus compl mentaires que concurrentielles ou mutuellement exclusives Le parc de centrales lectriques sera un mixe nerg tique qui doit tre efficace du point de vue conomique environnemental et doit garantir une meilleure qualit de service La filiere hydro lectrique n a pas plus craindre de la lib ralisation du march que les autres sources d nergie dans la mesure o elle offre de r elles possibilit s d optimisation de portefeuille de centrales de production faibles co ts d exploitation fiabilit et qualit de service choix de la p riode de production pour maximiser le b n fice directe La r flexion doit se poursuivre sur l opportunit de la pr sence du public dans le d veloppement de moyens de production d lectricit afin de garant
156. al shaft The drainage network includes two pipes at the upstream and downstream parts of the shaft Total surfaces of the catchments area connected to the upstream and down stream parts are 1 490 507m and 560 172 m respectively The top altitude of the first surge shaft is 472 54 m and the one of the vertical shaft is 470 93 m The total lengths of the vertical shaft and the surge shaft are 29 55 m and 4 27 m respectively SPIRAL CHAMBER VERTICAL SHAFT WITH AERATION CHARACTERISTICS ORIFICE OF THE VORTEX SHAFT OUTLET Figure 1 A typical schema of a vortex shaft The Vignes d argent system presents a recurring problem of dysfunction During each heavy rain the vertical shaft is put under pressure and the system is overflowed To resolve this prob lem the system was already modified by adding a supplementary horizontal conduit between the first surge shaft and the vertical drop shaft with the purpose to improve the system capacity Vue en plan Elevation TC Diameter60 cm Figure 2 General configuration of the network elements reproduced on the physical model However in spite of this additional pipe at the time of heavy rains the system is always over flowed To solve concretely this problem review of the main causes as well as the possible solu tions for increasing the system capacity had to be made For this purpose an experimental setup Vertical Shafts in Drainage Networks was buil
157. am and GMS grid Emphasis should be given for human resource development and capacity building Interconnection of National grids should be given priority Nepal 7 2 1 Findings The following conclusions are drawn based upon the study India is immediate market of Nepal s hydropower and Bangladesh is another market for future India s interest on Nepal s water resources is not only the power but also is the water for irrigation Trading of power between Nepal and India at present is in ad hoc basis Private domestic investor s enthusiasm in power sector is being helpful for rural electri fication and bringing down the generation cost Bhutan is the main competitor of Nepal in power trade with India The generation cost of electricity in Nepal is much more expensive than in Laos 7 2 2 Recommendations Based upon the study the following recommendation is made The selection of export oriented projects should be able to accommodate India s interest of water also A firm ground to trade power between India and Nepal like the MoU between Thailand and Laos will be helpful to attract foreign investors Incentives and tax holidays should be provided to domestic investors to accelerate the process of rural electrification The ways to bring down the generation cost of electricity should be explored 211 Sunil THAPA 8 Lessons to be learnt from each other e The model of small hydro development in Nepal can be adoptable
158. an project FP5 Thematic Network on Small Hydropower see www esha be It has been performed within the frame of the training program and the Master of Advanced Studies MAS Project of the Postgraduate studies in Hy draulic schemes 2003 2005 edition realized at the Laboratory of Hydraulic Construction LCH at the Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL REFERENCES Schleiss A J 2004 Am nagements Hydrauliques Lausanne LCH EPFL 2 Schleiss A J 2004 Hydroelectric power plants General layout of schemes Postgraduate studies in hydraulic schemes Lausanne LCH EPFL 3 Boillat J L amp Gatti G 2004 Software POPEHYE Version 2 Predimension and economic optimiza tion for small hydropower plants Lausanne LCH EPFL unpublished report 4 Boillat J L amp De Souza P 2004 Hydraulic system Mod lisation des syst mes hydrauliques coulements transitoire en charge Lausanne LCH EPFL Communication 16 5 Krumdieck A 1998 Report on standardization of civil works for small hydropower plants Zurich Electrowatt Consulting Engineers Company 6 Inversin A R 1995 Micro Hydropower sourcebook third printing USA Bouvard M 1992 Mobile barrages and intakes on sediment transporting rivers Netherland IAHR Monograph series A A Balkema Penche G 2004 Handbook on how to develop a small hydro site European Small Hydropower Association Andaroodi M 2005 Standardization of civil engineering works o
159. anal 3 Versoix an gt a s fp N rise d eau Ta SR Suse a la chocolaterie Usine Ww E 3 a E a 3 z hydro lectrique e LS Ancienne de la papeterie se usine Exutoire du canal de la Bar Prise d eau du canal de la Papeterie CE 5 4 Se 3 hydro lectrique N 7er amp amp gt amp Vilver ES ws amp s FA IS yy ES ms SRS gs lt Figure Le canal de la Papeterie et ses installations 3 1 Le barrage la passe poisson La construction du barrage remonte probablement au XVIe si cle Un diagnostic sommaire a t tabli partir de visites de prises de vues et de mesures car 1l n existe pas de documentation n1 de plans qui puissent aider une meilleure connaissance Le diagnostic ne comporte pas d essais de laboratoire n1 de calculs avanc s Le barrage ne pr sente apparemment pas de d placements ni de d tachements de roches ni de fissures rive rive traversant le barrage Il y a pourtant plusieurs fuites et il y a lieu de les colmater Au pied du barrage on peut observer des rails verticaux qui aident son sout nement L tude de stabilit a montr que l ouvrage est s r les facteurs de s curit usuellement requis au glissement au renversement et au soul vement tant respect s La passe poisson r cemment construite est en bon tat mais 1l y a une rosion entre la rive droite de la rivi re et l ouvrage qui pourrait mettre en
160. aram tre hydraulique principal prendre en compte est la rugosit du canal car elle a une influence sur la vitesse d coulement La rugosit est d termin e par le coefficient de Manning pour le premier tron on avec des parois du canal en terre la valeur est de 0 03 pour le deuxi me et troisi me tron on o les parois sont en b ton la valeur est de 0 02 Et pour tenir compte des pertes de charge par r tr cissement de section les valeurs suivantes ont t choisies pour une transition graduelle le coefficient de contraction est de 0 1 et pour la l largissement de 0 3 156 Rehabilitation des usines hydro lectriques du canal de la Papeterie a Versoix Etude de faisabilit Les criteres choisis pour d finir la capacit maximum ont t le d bordement de profils et le d passement de points particuliers Les conditions aux limites sont le niveau de d versoir amont des usines troncon et 2 et Vinfluence du niveau du lac sur le profil N 38 qui se trouve l exutoire comme le montre la figure 3 Canal_Papeterie_ligne_d eau Papeterie aval_central_Fav Legend 374 5 2 0m3 s ele Amen J 2 5m3 s 372 8msm 374 0 2 7m3 s 372 8msm E J 2 8m3 s 372 8msm 8 373 5 2 8msm 372 23msm 3 2 7m3 s 372 23msm Lu J Prof 373 0 2 5m3 s 372 23msm Usine 2 0m3 s 372 23msm Favarger 372 54 Ground J Prof A 100 200 300 400 Main Channel Distance m Figure 3
161. asin also has a minimum additional freeboard of about 0 3 m 2 6 2 Standardization charts for forebay Standardization of forebay or surge tank consists of volumetric functions for different elements of civil works and is appropriately chosen to provide for hydraulic structural and stability design considerations 9 As an example some design charts are presented in Figure 8 250 7 0 1800 150 A E a 1600 a reinforcement J 5 000 formwork 200 200 1 ze 10 000 _ 1400 250 i200 a 0150 E E 7 15 000 z 300 amp 21000 S S 8 2100 7 20 000 5 amp 350 E Do amp 800 5 J 1 5 wi L S d 25 000 400 o 1 J 600 50 T concrete 30 000 J 400 450 0 Hm 35 000 200 500 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 00 Discharge m s Discharge m s Figure 8 Design charts for forebay concrete volume reinforcement excavation and formwork as a func tion of design discharge Mohammadreza ANDAROODI 2 7 Penstock The penstock is normally the most expensive part of a small hydropower scheme It conveys the water by the shortest possible way from the forebay into the power house The most commonly used material for penstocks pipe is steel however in some cases for low and medium heads and short lengths a simple PVC or PE pipe could be used 5 Penstocks for small hydropower are usually of the open air type but so
162. at nur marginalen Einfluss auf das Geschiebe volumen Die Variation der Flussbettbreite B hat nur einen geringen Einfluss auf das Geschiebevolu men der Einfluss wird gr sser und das Geschiebevolumen nimmt zu je gr sser die Korn gr sse und je kleiner die Flussbettbreite ist Markant variiert das Geschiebevolumen in Funktion der Flussneigung und der Korngr sse F r feine Korngr ssen kleiner als 1 mm erfolgt kein weiterer erkennbarer Anstieg des Ge schiebevolumens Die Methode nach Ackers amp White erwies sich auch f r die feinen Korngr ssen und die kleinste Flussbettneigung von 0 01 als wenig geeignet da die erforderliche Froudzahl Fr gt 0 8 f r alle berechneten Varianten erheblich berschritten wurde In der Figur 5 wird der prozentuale Anteil des Sedimenttransportes bei einem konstanten Strickler Koeffizienten K 30m s in Abh ngigkeit der mittleren Korngr sse zwischen 0 001m und 0 5 mm in Abh ngigkeit der Flussneigung zwischen 2 und 8 und Flussbettbreiten von 20 m und 5 m graphisch dargestellt B 5m Jf 0 08 B 20m Jf 0 08 lt lt B 5m Jf 0 06 B 5m Jf 0 04 B 5m Jf 0 02 amp B 20m Jf 0 02 Prozentualer Sediment Anteil 0 000 0 100 0 200 0 300 0 400 0 500 Korngr sse Mittlerer Durchmesser m Figur 5 Prozentualer Sedimentsanteil von Korngr ssen zwischen 0 001m und 0 5m einer Flussbettbreite von 5 m und 20 m und in Funkt
163. ated soil and simply indicates that the degree of pore water saturation is any value less than unity Interpreting physically a third phase of mat ter air is introduced into the two phase saturated soil system Fig 1 Ai Pore Fluid n 1 S a n S E le E ccs as Void Ss L Water Void n _ i ns Water z Solid Skeleton l n gt l n Solid Skeleton Figure 1 A schematic representation of saturated 2 phase and unsaturated 3 phase soils The forces and energies associated with these multiphase interactions by their very nature sepa rate unsaturated soil behavior from saturated soil behavior In many practical engineering prob lems where the hydraulic and stress strain behavior of natural or engineered systems comprised of soil is strongly influenced by the presence absence or changes in these interfacial interac tions the traditional saturated soil mechanics framework often fails to satisfactorily describe or predict the behavior of the system 2 THEORETICAL APPROACH 2 1 Compressibility of air water mixture The pore air and pore water pressures increase as an unsaturated soil is compressed This pore pressure increase is commonly referred to as an excess pore pressure Excess pore pressures may develop either due to flow or seepage through soil or due to the application of an external load In the undrained condition the applied total stress is carried by the soil ske
164. ation was considered at 85 of the peak time according to the inflow hydrograph The density of sediments was adopted as p 2 650 kg m and the average diameter of grains ds was as sumed as 21 um Huwyler 2003 4 PRELIMINARY DESIGN OF THE PERVIOUS OBSTACLE In order to estimate the dimensions of the pervious dam 1D computation have been made with some assumptions the reach has a horizontal bottom slope and a uniform geometry the calculation does not consider friction the water entrainment was neglected and there is no changes between the current and the bottom For the discharge the peak of the October 2000 event flood was used As shown the value is 90 m s For the sediments the maximum value of concentration considered was 15 g l considering sediments with 2 650 kg m The turbidity current plunges to a depth of 1 80 m In the inlet of the reservoir the water depth is approximately 4m when the reservoir is full Thus for this case the current plunges when it enters in to the reservoir The estimate height of the front of the current is 2 6 m After experiments and simulations with obstacles Oehy 2003 showed that the obstacle high should be at least two times the height of the turbidity current Thus the preliminary height of the dam is assumed to be 7 m For this obstacle there is practically no flow over the dam and the current will be almost completely blocked In this calculation the variation of the concentration along
165. auteur d bit On peut constater sur le graphique les points suivants e Deux groupes de courbe l une pour la partie amont et l autre pour la partie aval de la chute e Pour la partie amont on peut noter que la hauteur initiale de r f rence est presque identique pour toutes les stations cela explique que la partie amont s apparente un bassin d accumulation e Les variations de niveau ne sont pas tr s importantes pour les d bits moyens de 1921 2003 alors qu elles sont importantes pour les crues La pente est galement tr s faible pour les deux stations en aval On constate qu aux endroits des profils 1115 et 658 la capacit de d bit est la plus importante cela implique que les sections sont les plus grandes 6 3 Etude solide 6 3 1 Donn es de bases Il n existe aucunes donn es de base du site de Ocourt pour cette tude Par contre des pr l vements d chantillons dans le lit du Doubs ont t r alis s a une dizaine de kilometre en amont a St Ursanne Les chantillons ont t pr lev s en 2 endroits en amont de la chute de St Ursanne et en aval de cette derniere On peut admettre ses donn es compatibles avec la chute de Ocourt car le seuil de St Ursanne est quasiment identique 6 3 2 R sultats On estime les r sultats pour les sections 5 en amont et 0 en aval de la chute Afin d avoir des r sultats plus complets il serait n cessaire de compl ter les donn es car les donn
166. ave little or no effect on the soil behavior As unsaturated soil is more complex in the sense that it is a three phase system it has been more difficult to arrive at a consensus regarding the description of the stress state The use of a single valued effective stress for unsaturated soils has encountered many difficulties and has led numerous researchers to the realization that two independent stress state variables should be used for unsaturated soils The most popular formulation for the effective stress of unsaturated soils uses two independent stress state variables net normal stress o p and matric suction p p o o p x p p 2 where y is Bishop s effective stress parameter and all other parameters have their usual mean ings This empirical parameter x representing the proportion of soil suction that contributes to the effective stress can be taken as a unique function of degree of water saturation S i e x S A completely saturated soil as a special case of unsaturated soil has 0 matric suction Un der static air phase i e p 0 and for S 1 Equation 2 reduces to Equation 1 for saturated soils 167 Sitaram NEUPANE 2 3 Governing equations All the involved three phases in an unsaturated soil soil skeleton water and air behave inde pendently The soil skeleton is assumed to behave like solids and comes to equilibrium under applied stress gradients whereas the water and air pha
167. avec le Famolens Pour les zones ne poss dant que peu de tron ons naturels les largeurs ont t d finies par analogie aux ruisseaux de la r gion savoir l Eau Noire de F chy le Rupalet et la Gaillarde Deux largeurs moyennes types caract risent chaque ruisseau l une pour la zone de vigne en forte pente et l autre pour la zone peu pentue entre l autoroute et le Lac Le tableau ci dessous pr sente les r sultats de ces estimations Protections contre les crues de la ville de Rolle Ouvrages de r tentions amp Equipements Table 2 Espace vital du cours d eau selon recommandations de l OFEG eu Largeur du lit Fonctions cologiques Fonctions biologiques moyen Lit rives lim inf Lit rives lim inf Zone de vignes jusqu l AR 2 0 m 12 m 18m Zone plate de l AR au Lac 3 0 m 15 m 22 m Au vu des disponibilit s spatiales actuelles le long des cours d eau ces valeurs ne peuvent tre appliqu es que partiellement Le projet tiendra compte encore des aspects concernant la faune la flore et le paysage L id e est de profiter des am nagements projet s pour int grer les m thodes du g nie cologiques en d veloppant les potentiels existants 3 3 Crit res g n raux et choix de mesure Les diff rentes mesures possibles ont t examin es avec le comit de ECF et la commune de Rolle le choix est bas sur les crit res suivants ordre d importance e Les faisabilit s techniques et constructives
168. aximum inflow concentration 15 g l to 10 cm for the 100 years flood with maximum inflow concentration of 30 g l Punt dal Gall dam Punt dal Gall dam Time step 2000 120000 seconds Time step 2000 120000 seconds Deposition m 0 05 0 04 0 03 0 02 0 01 0 00 Erosion m Deposition m 0 05 0 04 0 03 0 02 0 01 0 00 Erosion m Inlet Inlet Figure 23 Sedimentation at the end of simulation for the October 2000 flood event with maximum inflow concentration equal to 15 g l left and 100 years return period flood with maximum inflow concentration of sediments 30 g l right The volume deposited upstream of each location for the studied alternatives was compared to the total volume deposited at the end of the calculations in the entire West arm of the reservoir Table 1 shows the behaviour of the deposition in the reservoir for the simulated scenarios According to this analysis of the present situation the alternative of installing a geotextile screen was dismissed for this reservoir since more than 90 of the sediments are settling up stream of its proposed location 147 Marcelo LEITE RIBEIRO Sediment inflow Deposition upstream Deposition upstream of m of Section 1 Section 2 Annual 15 4 730 74 98 15 16877 63 94 un 30 33755 60 92 15 26485 60 92 30 52 971 58 91 15 31593 59 91 30 637187 58 90 Table 1 Ratio between the deposition upstream of the sections fo
169. bit quip de la chute et de l emplacement des ouvrages A la suite de la proc dure de standardisation les courbes volum triques et les fonctions de co t ont t impl ment es dans le logiciel POPEHYE Ce programe permet la conception et l optimisation pas pas des composants de base d une mini centrale hydro lectrique dans le but d obtenir le d bit quip optimal pour une hauteur de chute donn e Les outils pr sent s dans ce travail apportent une aide pour une meilleure r alisation et implantation de projets de mini centrales 1 INTRODUCTION Small hydropower has been identified as one of the important energy sources that can provide convenient and uninterrupted energy to remote rural communities or industries This hydro power is recognized as a renewable source of energy which is economic non polluting envi ronmentally sustainable and ideal for rural electrification Small hydro schemes are typically de fined as having an installed capacity of less than 10 MW 8 Small hydro deserves to have its development accelerated in most part of the world and devel oping countries In Europe small hydropower accounts for approximately 7 of total hydro gen eration The number of such plants in Switzerland is about 1100 with total installed capacity of about 750 MW Mohammadreza ANDAROODI For development of such small plants the lack of simple and generally applicable procedures and methods of realization is observed Th
170. ce et r serve La marge est la diff rence entre le chiffre d affaire annuel brute et le total des charges d exploitation Dans le premier cas on une marge SFr 11 182 92 par an et pour le deuxi me on a SFr 66 725 97 par an La difference s explique par le fait que les charges totales sont identiques pour les deux cas et que le chiffre d affaire brut du deuxi me cas est plus important 43 Pierre Alain BOURQUARD 14 4 4 Prix de revient de Il nergie Le prix de revient de l nergie est le quotient des d penses par la production d nergie e Variante 2 amont stable Prix de revient de l Energie P 0 144 SFr kWh e Variante 2 amont non stable Prix de revient de l Energie P 0 122 SFr kWh Le prix de revient est meilleur pour le deuxieme cas car le chiffre d affaire est plus grand pour les m mes charges 14 5 Estimation de la rentabilit Deux cas e Si le prix de revient P lt 15 cts kWh l am nagement est rentable e Si le prix de revient P gt 15 cts kWh l am nagement n est pas rentable La variante 2 centrale au fil de l eau dans la berge est rentable On peut noter que le mode de fonctionnement de l installation a une grande importance sur la rentabilit de l am nagement Il est clair que le fonctionnement de I installation avec les niveaux amont pas stabilis s apparente aux conditions actuelles de fonctionnement de la chute L utilisation du clapet de barrage ne se
171. cement du barrage dans le graphique 1 Les valeurs obtenues dans notre calcul dynamique sont relativement petites en raison duquel les valeurs de l amortissement taient petites 5 CONCLUSIONS ET DISCUSSIONS En ce qui concerne le calcul statique les r sultats obtenus avec le programme GEFDYN s approchent des r sultats de l ing nieur H Gicot Les valeurs des contraintes dans le calcul dynamique sont plus grandes que dans le calcul statique et les acc l rations et les d placements dans la cr te du barrage sont plus importants Il est difficile de dire si la future galerie d acc s en phase de construction de l avant projet Atel PSW Vieux Emosson causera des cons quences dans le comportement du barrage Comme la galerie se trouve approximativement 492 m tres de profondeur il n y aura probablement pas d influences au niveau du barrage 224 Analyse du comportement du barrage du Vieux Emosson sous charges sismiques On recommande de faire un calcul tridimensionnel hydrom canique en dynamique et un calcul de tassement a cause de la future galerie pour obtenir des r sultats r alistes 6 BIBLIOGRAPHIE A E E1 E2 Rapports annuels tablis par les CFF Al Rapport annuel 2000 2004 Expertises concernant le comportement B1 Rapport sur l expertise quinquennale 2003 Stucky SA 20 08 2004 Documents divers Cl Monographie de barrage Stucky SA 05 01 2005 Projet de barrage D1 Calculs statiques
172. ch is uniform and steady 113 Rumiana ENGEL Few dozens of meters before the studied river section a river called Leitzach is flowing into the river Mangfall Its contribution and influence upon the sediment transport is neglected It is assumed only one reach river Be cause of lack of any other reliable information the mean grain diameter is taken from Niedermayr diploma work Niedermayr 2005 It presents the mean di ameter of the grains characterizing a part of Leitzach few kilometers upstream of the evaluated section It is decided that the investigation is going to be done in quantitative manner and not a qualitative one It is calculated the dimension of the sediment influx in the same region and not the real sediment rate The aim is to be observed the general behaviour of the sediment transport and if there are some depositions in front of the gates The calculated sediment rates are overes timated be cause of not using appropriate grain size The exceeding sediment volume may lead to deferring of the obtained results caused by lack of sufficient time of developing the sedimen tation body That is why the calculated sediment rate for high flood event HQ 5 has been di vided by two and considered as acceptable for the purpose Experiments have been effectuated as for low flood event HQ 10 as well for high flood event HQ 100 4 2 Procedure and obtained results The normal depth h is a necessary parameter for calculating the transpo
173. circumstances For example in cells partially occupied by an obstacle the FAVOR method is equivalent to a first order interpolation of boundary conditions within the cell The geometry of the lake bottom xyz file was inserted into FLOW 3D and transformed into an STL file format The simulation of the flow in the lake has been performed only in the effective part of the res ervoir which is the region between the two galleries and the hydroelectric power plant water in take and extended 150 m towards the west part of the lake The guiding walls were inserted in the model as solid obstacles The boundary conditions of the model consider the velocity vector on a rectangular inlet area defining the discharge Some modifications in geometry were per formed to guarantee the same reservoir inflow discharges Cubic hollow boxes in the entrance were inserted to the model to maintain the discharge as the prototype G hsensee lake Figure 8 FLOW 3D model showing the submerged guiding walls combined with the five artificial is lands visible thanks for lowering top water level to 677 7 m a s one meter below the wood submerged guiding walls top level 678 7 m a s 6 VALIDATION WITH NUMERICAL MODELLING Depending on results shown in the simulation of the actual situation Figure 9a and Figure 10a two essential goals were fixed to enhance the flow behaviour and velocity field towards the water intake of the reservoir First it is important t
174. comparison for different constant reservoir bottom elevations The critical stress and critical velocity along the reservoir have been established with various theoretical and or semi empirical expressions available in literatures Reservoir sedimentation handbook The main parameters are the bed particle diameter the settling velocity and the wa ter depth The critical value represents the value for which movement of grains starts along the reservoir bottom 19 Krishna Prasad DULAL 80 The computed critical velocity and shear stress along the reservoir from the dam towards up stream with various semi empirical formulas are presented in the Fig 3 below Aw value Rooseboom 1975 x Velikanov 1959 s Gonchearov 1938 m Observed Shields Lew amp Knoroz 1955 1958 S Critical velocity m s gt a S o 0 20 m a 0 00 12100 8470 10890 9680 7260 6050 Distance from dam m 4840 5 00 s Vin Rijn 1984 e Schoklitsch 1934 e Leliavsky 1934 Yang 1972 a Indri 1934 x Kramer 1935 e Bogarai 195551974 4 00 x Tiffany amp Bentzel 1935 Egiazaroff 1965 hood erie Lane1953 Zeller 1963 e Sel yulstorm N A ir A Observed Mauvis amp Laushey an e Shield by Yalin 1979 White 1940
175. cours du cycle postgrade en am nagements hydrauliques EPFL 2003 2005 67 68 VERTICAL SHAFTS IN DRAINAGE NETWORKS Vignes d argent drop shaft case study Bahareh Doroudian Laboratory of hydraulic construction LCH Ecole polytechnique f d ral de Lausanne EPFL ABSTRACT In this investigation we aimed to suggest a suitable solution to increase the capac ity of a drop shaft system applied in Lausanne city named Vignes d argent For this purposes first a physical model at 1 10 5 scale was used in laboratory to examine the system under differ ent hydraulic conditions First observations and measurements allowed to propose some modifi cations of the system and to implement them directly on the physical model in order to overcome the lack of capacity The proposed changes were established on hypothesis to be verified later by numeric modeling in order to propose an adequate solution Experimental tests show that enlarg ing the orifice outlet can increase the system capacity up to 7 Numerical simulations con firmed a similar improvement However the numerical simulation indicated that the most effi cient method to improve the system capacity might be increasing the vertical shaft diameter Using the later proposal it could be that increasing the diameter from 0 6m to 0 8m not only avoid the overflow situation but also can enhance the system capacity up to 100 RESUME Le but de cette recherche tait de proposer une
176. crues est un succ s statistique et toute valeur enregistr e sur les seuils peut tre utilis e pour l estimation des maxima 3 3 Comparaison des r sultats obtenus Les deux m thodes nous donnent des r sultats similaires pour ce qui concerne les maxima de d bits Table 1 R sultats en m s des maxima de d bit M thode T 2 33 T 30 T 100 T 300 1 Maxima annuels 480 1060 1310 1540 2 Nsucc senrann es 460 1070 1340 1580 La diff rence entre les deux m thodes r side dans le fait que la premiere se base sur 26 donn es et la deuxieme trouve son r sultat a partir de 133 donn es Nous choisissons donc les valeurs de maxima qui d coulent de la m thode 2 3 4 Hydrogrammes de crue Sur la base des valeurs obtenues et sur la base des donn es concernant le d bit moyen le volume de la crue et le temps de mont e tm nous pouvons reconstruire un hydrogramme de crue suivant la m thode de Sinniger en calant les param tres et n B B QO 0 9 avec TEN SRR A m m Les hydrogrammes obtenus l aide cette m thode analytique seront tr s importants lors de la simulation hydraulique non stationnaire du secteur de Tenero et Gordola 133 Samuel FERRARI 4 HYDRAULIQUE 4 1 Introduction L etablissement de la carte de danger doit franchir le cap d une analyse hydraulique dans le secteur d tude de Tenero et Contra L analyse hydraulique a comme objectif celui de cerner les conflits entre l activit
177. d Limited Importing Substantial 25 of capac Further devel importing importing ity opment restricted due to environ mental reasons Vietnam 600 M 193 Billion 165 M tons 17 000 MW 4 000 MW 1000 MW under barrels ex cu m ex exports coal construction amp ports crude ports gas to to Japan 5000 MW ol amp im Japan Thailand and planned to be ports re China commissioned by fined oil 2010 products Cambodia No reserve No known Limited 15 000 MW NA 150 MW being found so reserve developed in col far laboration with Thailand Yunnan Unknown Unknown 14 500 M 90 000 MW NA 8 projects with Province tons of diff installed capacity of PR of types 20 000 MW China planned out of which 1 500 MW will be for export to Thai land Myanmar 32M 320 M 230 M Tons 37 000 MW 1 830 MW 14 600 MW Barrel cu m planned to be developed in 30 yrs time As mentioned above Thailand and Vietnam has been identified as the potential market of elec tricity of Laos and hence will be described briefly below to present the current status of power trade 3 1 1 Thailand After signing MoU to export 3000 MW of power to Thailand the hydro rush has started in Laos Laos has been exporting power to Thailand since 1971 and the revenue thus collected was 25 of total export of Laos in 2002 Demand of electricity in Thailand increased by 8 4 in 2004 and it is expected to rise by 6 2 annually until
178. d 30 left right 149 Marcelo LEITE RIBEIRO The deposition analysis is presented in Table 3 Deposition upstream Deposition upstream Alternative SP Section of Section 2 Present situation 63 94 Screen 30 69 95 Screen 20 71 96 Table 3 Ratio between the depositions upstream of the Sections and 2and in full West arm of the reservoir at the end of the simulation After the analyses of the simulations the performance of a screen with 30 porosity can be compared with an obstacle of 4 m high 69 If the porosity is 20 its performance increases a little but does not reach the efficiency of a barrier of 8 m high 71 Anyway for both cases at least 95 of the sediments are settled upstream of Section 2 6 CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS This document presents the analyses of technical measures against sedimentation due the tur bidity currents in the Livigno Reservoir owned by Engadiner Kraftewerk EKW At first two types of alternatives are outlined A pervious rockfill dam placed some 3 0 km downstream of the main tributary mouth in the West arm of the reservoir Section 1 and a geotextile screen placed approximately 2 5 km upstream of the Punt dal Gall dam Section 2 The following flood events were considered in this study the annual flood the October 2000 flood with a return pe riod of between 5 and 10 years the highest ever measured flood of 1960 30 40 years return pe riod and the
179. d 45 according to most common design practice and experiences 9 The length of the intake is ex tended by 20 because of potential obstruction 1 2 3 Standardization charts for drop intake The standardization of water intakes considers different combinations of geometry and river bed type to cover all possible variants 9 The design charts are presented according to the river width and a series of discharges As an example the concrete volume of the intake and other re lated structures for B 45 a b 1 3 and a river bed in rock are shown in Figure 3 If the unit prices of civil works are as given at Table 1 the corresponding cost functions based on design discharges are presented in Figure 3 It is clear that these unit cost values are variable and that the designer should estimate the total cost according to its own unit values with respect to volumetric design charts of civil works Table 1 a Example of reference unit cost of civil works in CHF b Additional percentage related to study and site installation cost m kg m m m Mohammadreza ANDAROODI 700 T T 700 000 7 r r 0 25 0 5 0 75 1 0 025 0 5 0 75 x 1 0 600 p 1 5 2 0 x 3 0 ee 600 000 a 1 5 2 0 x 3 0 Different discharges m s 1 Different discharges m s 500 T 500 000 4 2 5 3 400 7 400 000 o J gt o g 4
180. dans le cours ce qui implique la pose de palplanches importantes et le fait que le pont pour l acc s au chantier soit limit 20 tonnes 11 LA CONCEPTION DU PROJET RETENU Afin de d finir par la suite avec plus ou moins de pr cision le prix de revient de l nergie produite par l installation choisie il faut tout d abord d finir le projet 11 1 D finition du projet L installation sera au fil de l eau avec une turbine Kaplan bulbe a double r glage Les informations techniques pour la conception de la centrale sont les suivantes e Des dimensions de la turbine et de l aspirateur en fonction du d bit nominal et de la hauteur de chute donn es fournies par le fournisseur e Des caract ristiques du terrain et du sol Des dimensions n cessaires pour un d bit nominal donn largeur et hauteur du canal amont et du canal de fuite 11 2 Remarque sur la conception de l installation Le plan de situation de l installation est tabli en fonction des donn es du fournisseur ainsi que des donn es de base du projet d bit et chute Pour la conception on note les points suivants e La transmission entre la turbine et le g n rateur se fait au moyen de poulies et d une courroie Ceci s explique par le fait que la vitesse de rotation de la turbine ne correspond pas celle du g n rateur En plus il n est pas possible pour des questions d encombrement de travailler en prise directe avec la turbine Le local
181. dary valued problem is simulated to get coupled solution of conservation of mass and momentum in both the solid and the fluid phases together with boundary and initial conditions 4 2 1 D and 2 D models At first a simple box shaped mesh representing a vertical sand column with rapidly fluctuating fluid head is considered as 1 D problem Fig 5 Two types of external loading are considered rapid drawdown and wave Simulations have been carried out for varying material constants Young s modulus of elasticity bulk modulus of elasticity and Darcy s coefficient of permeabil ity and also for varying rates of drawdown for the rapid drawdown case and various rates of drawdown and filling for the wave case Results are sought for the evolution of excess pore wa ter pressure drop in effective stress deformation of soil bed and erosion due to fluidization Secondly 2 D simulation s done for a natural trapezoidal canal with rapid drawdown effect Fig 5 After the results of 1 D model results are sought being concentrated on the deformation and possible fluidization process for varying modulus of elasticity of soil skeleton and varying compressibilities of pore fluid Three representative compressibilities have been used in 1 D and 2 D numerical simulation corresponding to 3 37 x 10 2 18 x 10 and 5 000 kN m bulk modulii of pore fluid respec tively representing a completely incompressible pore fluid compressibility of normal water
182. de la centrale est enti rement enterr e Le poste de raccordement de l installation au r seau FMB se trouve une tr s courte distance La centrale produit de l lectricit en basse tension c est dire en 400 Volts Ensuite on raccorde la centrale au transformateur ce dernier modifie la tension de l installation de 400 Volts 16 000 Volts puis l injecte dans le r seau e La centrale se trouve dans la berge et non dans la digue e La position de la centrale est en fonction du site global et nous montre son emprise En r sum si on fait l inventaire des volumes et quantit de mat riaux pour le projet il repr sente 2900 m de terrassement 2700 m de coffrage 1300 m de b ton et 100 tonnes d acier 12 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DE L INSTALLATION Il existe deux modes de fonctionnement de I installation 12 1 Mode avec r gulation du niveau amont Le but de la r gulation est de fixer le niveau amont a une cote de r f rence stable La r gulation de la turbine du clapet du barrage et du d grilleur sont enti rement automatis par des v rins hydrauliques Une sonde de niveau mesure en permanence la hauteur d eau en amont de la centrale et transmet ces informations la commande g n rale de l installation Cette derni re commande automatiquement la fermeture voir l ouverture de la turbine et du clapet et ceci en fonction du d bit instantan du Doubs mesur Projet de petite centrale
183. donne les r partitions des d bits entre le canal de la Papeterie et la Versoix Le r glement actuel ne permet pas d atteindre le maximum de 2 7 m s Il contient deux ind terminations de d bit entour es sur la figure suivante lorsque la Versoix a un d bit de environ 6 m s et lorsqu elle en a un de 0 72 m s Ce r glement ne permet pas d optimiser le d bit pour une exploitation hydro lectrique D bit Maximum r glement actueld exploitation D bit Minimum r glement actueld exploitation g 4 5 D bit Total Versoix m s Figure 5 R glement actuel du canal L analyse des d bits historiques mesur s dans le canal et dans la Versoix montre que 18 3 des valeurs de d bits se trouvent hors du r glement comme le montre la figure ci apr s Ceci est certainement d au fait que le canal n est actuellement pas exploit et qu il n y a pas un int r t pr cis de conna tre le d bit du canal En plus les vannes de prise que r gulent le d bit sont difficilement manceuvrables E 25 2 E E D bit MAX selon r glement d exploitation actuel 3 E fF D bit MIN selon r glement d explitation actuel 3 S E L D bit moyen sur 24 heures S E SO C J O 1 B J i T at 2 OARE eer J E 027 J 0 Thad iN EEEIEI I I DE DD DD DS ED EELE PILLAI NELINEARNE LEII DR DR KR RR RR RD EEIEIEE ETENEL EEEL IEEE IEEE EET 0 5 10 15 20 25 30 35 D bit total Versoix
184. e I Tiffany amp Brantzel 1935 Egiazorof 1965 f 350 4 SER x 5 EEE Lane 1953 White 1940 V Equilibrium elevations with stress criteria _ maweg 2003 348 0 1210 2420 3630 4840 6050 7260 8470 9680 10890 12100 Distance from dam m Fig 5 Equilibrium bottom elevations based on velocity and shear stress criteria for ds and dso The present results have been compared with in situ observations The computed shear stress and flow velocity are valid for the main flow channel whereas the defined critical entrainment values are sometimes based on particles measured along the banks and not in the middle of the bed The high velocity in the main river channel erodes the finer particles along the banks which is the main reason for the difference of bed granulometry in bed and banks The computed shear stress and velocity computed by the 2D numerical model are shown in Fig 6 It can be seen that the shear stress and velocity on the channel are about 10 and 2 times more than the banks for the same discharge The comparison at profile 30 from stress criteria reveals that the bed has been critical at about 363 m whereas the bank is found critical above a level of 365 m a s l with 2D stress comparison and for ID it is critical below a level of 354 m a s l for the doo of the grain size curve Similarly with velocity entrainment criteria at the same profile the bank seems to reach equilib rium after the bed The
185. e OFEG Ocourt On utilise le tableau des d bits class s de 1921 2003 soit une moyenne sur 83 ann es Le d bit nominal de l installation d pend de la capacit hydraulique du canal amont et du canal aval e Variante 1 la largeur maximum du canal amont est de 4 m et la profondeur de 1 5 m ce qui donne une section de 6 m La vitesse maximum d eau dans ce cas est 1 67 m s ce qui donne un d bit maximum de 10 m s Ce d bit est atteint ou d pass pendant au moins 274 jours dans l ann e e Variante 2 le principe du projet est positionner l installation entre la route est la rivi re sur la berge la largeur totale disposition est 10 m La largeur maximum du canal amont repr sente 8 m et la profondeur 2 3 m ce qui donne une section de 18 4 m La vitesse maximum d eau dans ce cas est 0 98 m s ce qui donne un d bit maximum de 18 m s Ce d bit est atteint ou d pass pendant au moins 205 jours dans l ann e 31 Pierre Alain BOURQUARD 38 e Variante 3 la largeur maximum du canal amont repr sente 8 m et la profondeur de 2 5 m ce qui donne une section de 20 m La vitesse maximum d eau dans ce cas est 1 m s ce qui donne un d bit maximum de 20 m s Ce d bit est atteint ou d pass pendant au moins 190 jours dans l ann e On remarque que les d bits nominaux ne sont pas tr s lev s cela s explique par des imp ratifs techniques En fait dans la pratique il n est pas rare de voir des
186. e Oo D oO oO 300 000 ethene nn Be en ee J ii x ail X du Se i Bi 1 gm i F D se a 100 000 4 j ar 1 10 _ oO oO a ze Rocky river Rocky river 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30 River width m River width m Figure 3 Design charts for Tyrolean intake B 45 a b 1 3 concrete volume and total cost as a function of river width and discharge 2 4 Settling basin sand trap The settling basin is located just downstream of the intake and permits to separate the sand from the incoming water and to prevent them from settling in the headrace conduit or from being car ried through the turbine which causes abrasion and a decrease of the turbine s life and effi ciency The longitudinal settling basin consists of one or more chambers of sufficient length to allow the sediment particles to settle down Before entering the main basin water will pass through a transition reach with a stilling rack system to provide a uniform flow distribution For the purpose of this study two well known types of flushing structures as the Bieri and Biichi systems have been selected For the Bieri flushing system the sediments which settle in the basin are flushed vertically through the opening fixed and movable plates into a free sur face flow channel and back to the river Fig 4 The flushing water volume is therefore mi
187. e Island Italie Norv ge Portugal Espagne Turquie Suisse Allemagne Danemark Ireland Su de Belgique France Luxembourg Pays Bas Royaume Uni Le potentiel technique tant exprim es en terme d nergie productible TWh an dans la bibliographie utilis e la puissance hydro lectrique additionnelle qui pourrait tre install e a t 183 Mohamed Masmoudi SAIZONOU valu e en estimant sur la base des donn es historiques sur la puissance install e et la production annuelles un facteur d utilisation de r f rence pour l ensemble de la zone Tab 3 Si nous considerons T le temps d utilisation moyenne du parc hydro lectrique et P la puissance moyenne disponible l nergie produite peut tre valu e suivant l quation 2 ci dessous Tu ae Pat E Equation 1 ae Tu Le facteur d utilisation peut tre estim comme suit FU 3760 E est l Energie productible exprim e en GWh an si P est en GW et t en heures FU est exprim en pourcentage du nombre d heures quivalent une ann e enti re 24 heures jours x 365 jours an Le potentiel pratique qui pourrait tre d velopp dans le futur pour l Europe de l Ouest a t ainsi estim a 302 65 TWh an La puissance hydro lectrique qui pourrait tre install e est estim e a 94 GW pour un facteur d utilisation de r f rence de l ordre de 37 3200 heures par an La valeur du potentiel pratique pour l ensemble de la
188. e K hlwasservolumen von 2 x 3 0 m s nicht gew hrleistet werden In dem Fall sind zwei Wasserfassungen notwendig Die zweite Wasserfassung sollte unterhalb der Vispam n dung km 109 050 errichtet werden Die Vispa bringt in der Niederwasserperiode die fehlenden 2 5 bis 3 0 m s Variantenevaluation Das Versandungsrisiko einer konventioneller Fassung V 1 9 ist beim extremen Hochwasser immer noch gross Die installierte Kapazit t ist f r die beiden Varianten gleichwertig Die kon ventionelle Fassung kann beim Hochwasser ber Q berschwemmt werden die schwimmende nicht Der Ausscheidungsgrad einer Feinsiebanlage ist wesentlich kleiner und sicherer als dieser eines konventionellen Entsanders bei welchem die Turbulenzen und dadurch die Ablagerungs st rungen bleiben Bei einer konventionellen Fassung k nnen die idealen Feststofftransportbe dingungen durch eine kleine nderung der Flussbett Ufergeometrie stark beeinflusst werden In einem Notfall ist die Ersatzzeit einer mobilen Fassung mit modularen Sandabscheidungs Feinsiebanlagen wesentlich k rzer als die der festen Anlage Investitionskosten der Erneue rung Neubau einer festen Fassung sind infolge massiven Bauarbeiten um ca 30 h her Im Fall der Versandung oder berschwemmung durch das Hochwasser steigen nur die Betriebskos ten der konventionellen Wasserfassung Die schwimmende Wasserfassung ben tigt regelm ssi gen aber relativ geringen Unterhalt Aufgrund der durchgef
189. e Simulationsrechnungen f r ein Hochwasser von der Intensit t Qo zeigen dass ein gering reduzierter Betrieb der auf die Besonderheiten w hrend der Periode der Erweiterungs und Sa nierungsarbeiten R cksicht nimmt m glich ist Dabei ist besonders zu beachten dass die pro Phase zu definierenden maximalen Niveaus nicht berschritten werden d rfen und dass die in diesem Bericht vorgeschlagenen Empfehlungen und Massnahmen sinngem ss umgesetzt wer den So kann davon ausgegangen werden dass w hrend der Bauphase keine erh hte Gefahr weder f r die an den Bauarbeiten beteiligten Mitarbeiter noch f r Dritte besteht Die Simulationsrechnungen f r ein Hochwasser von der Intensit t PMF zeigen dass die Spei cherbecken wesentlich zur D mpfung der Abflussspitze beitragen und dass mit optimierter Be triebsf hrung fr hzeitiges ffnen der Abflussorgane eine weitere signifikante D mpfung er zeugt werden kann 11 LITERATURVERZEICHNIS Blanckaert K 2004 Transport de s diments et morphologie des cours Sous Module 5 2 Cours polycopi Dubois J amp Boillat J L 2000 Routing System Mod lisation du routage de crues dans des systemes hydrauliques surface libre Communications No 9 Laboratoire de constructions hydrauliques LCH EPFL Lausanne Graf W H amp Altinakar M S 2000 deuxi me dition corrig e Hydraulique fluviale Ecoulement et ph nom nes de transport dans les canaux g om trie simple Trait
190. e and to en able passing of maximal discharge anyhow the obtained results for that coefficient are on the secure side As one disposes references only for high flood event HQjo99 360 m s the results concern ing that flood event are discussed here 3 2 Calculation pattern and obtained results Various parameters in nature scale used in the calculations are described bellow They are all concerning the channel that leads to the Flood Polder Known parameters width of the channel downstream of the intake structure B 60 m and its slope J 0 3 Obtained from the model parameters inlet discharge Q m s and water depth down stream of the inlet structure h m Calculated parameters flow section A m flow velocity V m s wet perimeter 7 m hydraulic radius R m coefficient of Strickler ku m JS The free inflow for the case of having River Sill has been clearly pronounced for obtained water depth in the range of 1 25m up to 1 85m refer fig 2 For that case the inlet structure takes up a maximal invariable discharge of Q max 237 m s and there is not influence of a backwater effect The stage of no more free inflow where the backwater starts influencing is called free inflow limit And that limit is reached at water depth h 1 85m Having of maximal inlet discharge rate would be possible if the surface of the leading to the Flood Podler channel has a coefficient of Strickler greater than K gt 27 Im 3
191. e calcul de rugosit Ces donn es sont spatialement r parties et nous avons notamment d fini des secteurs de validit des rugosit s Par exemple nous avons constat que sur les digues il y a une forte v g tation et que cette arborisation pousse r guli rement sur toute la longueur du secteur Il va de soi que la bande qui suit parall lement les digues poss de la m me valeur Ce n est pas ainsi pour ce qui concerne le lit de la rivi re car la courbe granulom trique du secteur aval est visiblement plus courte que celle du secteur amont Il est donc n cessaire de r duire le secteur de validit du coefficient de Manning en diff rents tron ons Ces valeurs sont n cessaires pour ce qui concerne la simulation hydraulique et la mod lisation bidimensionnelle des caract ristiques hydrauliques du secteur d tude Pour ce qui concerne le transport solide nous avons remarqu partir de l chantillonnage en ligne que depuis la construction du barrage de Contra le ph nom ne de transport solide est de moins en moins important ceci d rive du fait que la granulom trie entre le secteur amont et le secteur aval est tr s diff rente et repr sente une situation dans laquelle il n y a plus d apport de mat riaux solides de l amont Ce constat nous porte plusieurs conclusions d une part il faut remarquer que ce ph nom ne est n gatif niveau de la biodiversit d une rivi re et de la continuit du processus de trans
192. e d eau a Remplacement vanne de chasse et vannes d entr e du canal b Motorisation et automatisation vannes d entr e du canal c Menu travaux de g nie civil 3 Troncon 1 Prise d eau Usine de la Papeterie a Consolidation des berges pour l limination des fuites b Curage du bief c Rives 4 Usine hydro lectrique de la Papeterie a Turbine b Grille d grilleur vanne de fond c Armoires lectriques d Transport plus montage e Travaux de g nie civil y compris d montage installations existants f R faction du batiment 5 Troncon 2 Usine de la Papeterie Usine de Favarger a Nettoyage g n ral b Remise en tat vanne de d charge c Fermeture prise d eau ex papeterie et d mant lement grille 6 Usine hydro lectrique de Favarger a Installation d un nouveau g n rateur d une nouvelle r gulation d un contr le commande automatique et connexion au r seau en 400 V b Contr le et r vision des quipements existants c R vision et automatisation du d grilleur 7 Troncon 3 Usine Favarger Exutoire a Nettoyage general 8 Etudes a Projet et direction des travaux b Frais de constitution du dossier de concession Investissement sans barrage Total investissement avec barrage 350 000 00 60 000 00 20 000 00 480 000 00 15 000 00 235 000 00 5 000 00 175 000 00 CHF 990 000 00 CHF 1 340 000 00 163 Nidia Socorro LLANTEN Les
193. e de danger de la Verzasca est la superposition des cartes relatives aux differents sc narios et d crit la situation de danger par rapport a la crue de la riviere Cette carte a t tablie sur la base des Directives f d rales de OFEG protection contre les crues de 2001 ams Ra Zier TR I gt ae alc ra del pericolo Se Peas de als VERZASCA y Hazard Map aan eee PIOS 2005 smtsstopo D503 200 1000 Meters Figure 7 Carte de danger de la Verzasca Les secteurs conflictuels se trouvent dans le secteur de l estuaire Ceci est un secteur ou il faut pr voir une interaction du danger li a la crue de la Verzasca avec le danger li a l hauteur statique du lac Pour ce qui concerne la capacit des digues nous sommes confront s a une v g tation croissante dans le secteur li l eau ce qui r duit de plus en plus la capacit hydraulique des digues Pour un d veloppement durable du secteur sans que il y ait des probl mes li s l eau il est n cessaire d hors et d ja de pr voir un entretien A niveau du transport solide et de sa continuit des syst mes de vidange sont a l tude pour amener de nouveau mat riau du secteur amont et recr er partiellement une dynamique alluviale Cela devra notamment tre fait en synergie avec la maintenance de la v g tation pour le maintient de la stabilit des berges face aux crues 139 Samuel FERRARI 6 CONCLUSIONS L etablisseme
194. e dont les recettes de vente d lectricit produite par son am nagement couvrent les co ts de son d veloppement et de son exploitation En sus des param tres techniques doivent intervenir les param tres financiers conomiques commerciaux de qualit de service et de viabilit d exploitation 179 Mohamed Masmoudi SAIZONOU Potentiel technico conomique soutenable du point de vue cologique C est normalement le potentiel pratique dont la mise en exploitation est envisageable techniquement conomiquement avec la garantie du respect de l environnement et soutenable pour la soci t et les g n rations futures Pour d velopper un site de production industrielle a grande chelle en particulier un am nagement hydro lectrique il est in vitable de provoquer une alt ration des sites lors de la construction des installations et ces dommages sont en partie irr versibles Le pr judice caus a la nature est troitement li au type d am nagement En principe des am liorations cologiques d bit r siduel perm abilit zones seches humides sont envisageables par tapes La prise en compte de ces param tres doit se faire dans le cadre d une tude des impacts du projet qui doit tre r alis e mise l enqu te publique et obtenir l adh sion de toutes les parties concern es avant l octroi de concession Cela peut donner lieu au renoncement de sites potentiels int ressants du point de vue techni
195. e est une contrainte extr mement lourde Il impose la mise en place d une station de pompage de grande capacit et donc relativement on reuse Une l vation du niveau maximal du plan d eau permettrait d accentuer l effet du laminage diminuant d autant la capacit de pompage a mettre en place La gestion du systeme sera ainsi largement simplifi e Il s agira cependant de redimensionner le d versoir en tenant compte du niveau aval La possibilit d tre en pr sence d un d versoir noy devra tre tudi e avec soin 7 REFERENCES Bourier 1997 Les r seaux d assainissement Editions Tec amp Doc Graf et Altinakar 2000 Hydraulique fluviale Lausanne Presses Polytechniques Romandes Lencastre 1995 Hydraulique g n rale Edition Eyrolles Musy 2003 Hydrologie appliqu e Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne Musy 2003 GESORBE Gestion int gr e de la plaine de l Orbe Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne Sinniger et Hager 1989 Constructions hydrauliques Lausanne Presses Polytechniques Romandes Thielen 1998 CODEAU Guide de l utilisateur Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne 126 Etablissement de la carte des dangers du Val Verzasca a l aval du barrage de Contra Hazard map ofthe Val Verzasca downstream the Contra Dam Samuel Ferrari Ing Samuel Ferrari Dipartimento del territorio Divisione delle costruzioni Ufficio dei corsi d acqua Bellinzona CH ABSTRACT ke
196. e interest of small hydropower resources is increasing but few published guides exist for the design of such projects This study aims at providing a general guidance with regard to the economical design and practical realization of the most important components of small plants The main purpose is to standardize the design of the main components of small high head hydropower plants for the civil engineering works Fig 1 It points out those solutions and methods that are thought to be more economical and easily applicable under the given circumstances The present standardiza tion efforts also include the addition of worked out examples like drawings and specifications 1 Water intake 2 Settling basin 3 Headrace canal 4 Forebay 5 Penstock 6 Power house Figure 1 Main components of a small high head hydropower plant 2 STANDARDIZATION OF CIVIL STRUCTURES A normal small high head hydropower plant contains the following basic components intake settling basin headrace canal or pipe forebay or surge tank and penstock Each of these compo nents serves specific purposes Standardization of civil works covers the typical design charts of these various components which contribute to a fast evaluation and comparison of different al ternatives of small hydro in the pre feasibility stage of a project 9 This section briefly describes the function of each component and some typical design crite ria Then some of the main results
197. e la Papeterie le canal qui est non rev tu a un aspect naturel Ce tron on d environ 110 m est le moins bien conserv Sur certaines parties les rosions lat rales ont largies et d form es le canal avec des fuites d eau sur les rives Le tron on suivant de 414 5 m situ entre la usine de la Papeterie et celle de Favarger pr sente un profil dont la partie inf rieur est b tonn des caches poissons altern es rive gauche rive droit ont t rajout es r cemment Le tron on qui passe certains endroits sous des b timents est g n ralement en bon tat La derni re section qui va de l usine de Favarger jusqu l exutoire du canal 375 7 m est bien conserv e Elle comporte un am nagement de seuils but piscicole 4 CAPACIT DU BIEF Afin d valuer le potentiel hydro lectrique des deux usines r habiliter il faut tablir la capacit hydraulique du bief Pour faciliter les calculs le canal t divis en trois sections tel que d crit plus haut La capacit est fonction principalement des param tres g om triques et hydrauliques Les param tres g om triques sont le profil longitudinal qui est d fini par la pente et la forme des sections transversales c est dire les profils en travers Il n a pas t possible d obtenir des profils exacts sur toute la longueur mais des extrapolations bas es sur des plans topographiques ont permis d approximer les profils manquants Le p
198. e la qualit de vie des populations Certains quipements de production obsol tes seront certainement d class s Ceci exige que soit donc anticip e l ad quation de l offre garantissant la meilleure qualit de service et un meilleur respect de l environnement dans les conditions supportable par l conomie 3 OBJECTIFS DU TRAVAIL Le but vis dans le pr sent travail est d estimer la capacit de production additionnelle d hydro lectricit et sa contribution absolue et relative la satisfaction de la demande d lectricit Cette contribution sera appr ci e par rapport la demande globale d lectricit au cours de la p riode mais aussi par rapport la consommation des heures pointes et les objectifs de part de P lectricit produite par les nergies renouvelables selon l UE EUROPROG 4 APPROCHE TH ORIQUE ET M THODOLOGIQUE 4 1 Analyse r trospective du parc de production d lectricit La p riode de 1985 2000 a t choisie comme p riode de r f rence pour analyser l volution du parc de moyens de production L analyse a port sur l volution annuelle de la puissance totale install e et de la production lectrique sur le plan global mais aussi par fili re d nergie primaire et par technologie de production L volution de la fili re hydraulique a t analys e plus en detail pour d duire les tendances au niveau des types de centrales et des cat gories de tailles de centrales
199. e qui n a peut tre pas t pris en compte dans le calcul de H Gicot puisqu il la consid re comme un trap ze sans la partie oblique Les r sultats sont satisfaisants dans le cadre d un calcul classique 3 1 2 Analyse des D placements horizontaux et verticaux Dans la figure 7a on constate que les d placements horizontaux avec la roche sont plus importants Cette comparaison montre l effet tr s important de la pr sence de la roche dans le calcul des d placements 2210 2210 2200 2190 2190 g f d 2180 2180 2170 2170 2160 no 2160 Cas a barrage cas b barrage re fondation 2150 2150 fondation 1 00 0 50 2 00 3 50 5 00 0 80 0 60 0 40 0 20 0 00 0 20 mm mm Figure 7a Comparaison des d placements Figure 7b Comparaison des d placements horizontaux y l amont dans le cas a verticaux z l amont dans le cas a barrage etle cas b barrage fondation barrage et le cas b barrage fondation On voit dans la figure 7b qu il y a une petite diff rence entre les d placements dans les deux calculs Aussi il est vident que les d placements en z sont moins importants que les d placements en y ETAPE I futur projet avec pr sence de la galerie 221 Odila Yolanda ZAVALA MORA 3 2 Analyse des contraintes verticales Z Les contraintes de l tape II o on consid re la pr se
200. e river model No sediment transport over the river banks has been observed The sand has been pre dominantly directed and deposited to the right side of the river curve The transport has been ef fectuated only in the direction of the current Sediment deposition into the flooded plain at the left river side has been noticed The sand has been directed toward the sand trap and later de posed The experiment run has been stopped after no more changes have been recognized refer fig 4 L 42 2 Results for HQ 0 with River Sill and opened gates The experiment has been conducted in seven time steps each of them with 60 min duration 115 Rumiana ENGEL With the first spilling of the sand first appearance of sedimentation body creation has been noticed It has been slowly moved toward the River Sill with light lateral expansion First deposi tion of sedimentation downstream of the River Sill has been observed The sediment transport has been conducted direction to the sand trap downstream of the river The river bed has been differentiated The sand has been formed planar deposition uniformly distributed over the entire river bed Insignificant transported volume of fine particles has been directed to the area right af ter the intake structure The left part of the River Sill has been covered by deposited sedimenta tion In front of the intake structure the deposition has been predominantly effectuated by large particles composing the riv
201. e sources of energy that are fulfilling the demand of the country Sources of Energy in Laos Sources of Energy in Nepal BCrop Animal waste GO Fuel wood O Petrolium Electricity O Electricity m Others O Petrolium others 2 Development of Hydropower 2 1 Present Situation 2 1 1 Laos Laos is heading towards earning revenues by exporting hydroelectricity to Thailand and Viet nam The policies have been formed to attract foreign investment in hydropower sector for the accelerated development of hydropower within the country Laos is planning to use the revenue generated from the export of power to eradicate poverty in the country and electrify 90 of households by the end of 2020 205 Sunil THAPA The domestic demand of power is increasing by an average of 10 annually and it is expected to increase in that rate until 2013 The energy demand in 2003 was 884 GWh and the demand for 2013 is projected to be 2 158 GWh For the export of electricity Laos has adopted the BOT Build Operate Transfer model at tracting IPPs Independent Power Producers in this sector Laos has already signed Memoran dum of Understanding MoU with Thailand to export 3 000 MW of electricity by 2006 A Simi lar MoU has been signed with Vietnam to export 2 000 MW by 2010 Laos exported 2798 GWh of energy to Thailand in 2002 and earned 106 7 million US as revenue Laos has categorised the studied projects in terms of export and do
202. e to thank all lecturers all companies which have hosted foreign students as trainees and which have proposed the topics for the master thesis works We thank also all persons who have supervised the thesis projects and participated as experts to the examination committees Finally we would like to thank Dr Giovanni De Cesare who prepared the final page set up of this communication Master of Advanced Studies MAS in hydraulic schemes Prof Dr Anton Schleiss Dr Jean Louis Boillat Director Deputy Director PA all ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE En partenariat avec In partnership with Eidgen ssische Technische Hochschule Z rich Swiss Federal Institute of Technology Zurich num TECHNISCHE UNIVERSITAT M NCHEN Li f a ETES a LE LS INP Cycle d ar gt SIP Srorades en Mec nis Ny Ome wie bess 7 de Liege I Posigradudiaeg 1a jes in hydraulic sagt Cycle d tudes postgrades en am nagements hydrauliques LCH ENAC EPFL CH 1015 Lausanne Suisse Tel 41 0 21 693 63 24 25 17 Fax 41 0 21 693 22 64 yp http onwmv opfl chrpostgrade sanno septembra 2005 TABLE DES MATIERES TABLE OF CONTENTS Standardization of civil engineering works of small hydropower plants and development of an optimization tool 1 Mohammadreza Andaroodi Laboratory of Hydraulic Constructions LCH Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL Switzerland Jury Jean Louis Boillat EPFL L
203. e with submerged guiding walls following the same thalweg lines binding these islands A technical measure to deviate the water gallery outlet walls towards the two flow paths created by the guiding system is recommended for an increased efficiency of flow field towards the reservoir outlet The numerical model of this concept was performed by FLOW 3D and the analysis of the results shows an improvement of the flow concentration from reservoir inlets to its outlet by 50 RESUME La probl matique de la gestion des s diments au sein des grands r servoirs a longtemps t sous estim e De nos jours on prend de plus en plus conscience des probl mes d enlisement et du risque qu ils font planer sur la p rennit des grandes retenues Depuis 1997 au lac de Giibsensee se d posent chaque ann e pr s de 12 000 m de s diments L accumulation de tels apports menace l exploitation long terme du r servoir et commencera bient t affecter la capacit de production de l am nagement hydro lectrique de Kubels L objectif de cette tude est de proposer une solution au probl me d enlisement pr sentant un bon compromis entre les besoins conomiques et cologiques Les mesures envisag es pour cela sont essentiellement morphologiques il s agit de combiner un syst me d iles artificielles suivant le thalweg du lac reli es par des murs de guidage submerg s Une optimisation de ce concept au travers d une r orientation des m
204. eaching the outlet of res ervoir The second alternative shows a more concentrated flow field magnitude from the galler ies towards the power intake The flow tracer percentage reaching the reservoir outlet from the reservoir inlet has been increased significantly from 23 to 35 This result will lead to 50 improved efficiency of sediment transit through in the lake dd a b Figure 10 The transit of flow from reservoir inlet to its outlet after 20 minutes of numerical simulation by FLOW 3D a Actual situation b Proposed measure submerged guiding walls Flow tracer scale from 0 0 to 1 0 0 100 7 CONCLUSIONS AND RECOMMENDATIONS Sedimentation in the G bsensee Numerical modelisation and optimization of technical measures to reduce sedimentation inside the lake Sedimentation in reservoirs is one the major problems affecting nearly all reservoirs around the world This study focuses on reducing the sedimentation in the Giibsensee Reservoir located in the Canton of St Gallen Eastern Switzerland The aim of the study is to analyse the flow ve locity magnitude and its influence on the sediment transport for different exploitations scenarios In order to transit the suspended sediment load the flow between the galleries outlets and the power intake should always exceed the critical velocity as a function of particle grain size In this case of G bsensee Lake we got nearly 50 improvement of flow efficiency distribution and th
205. echnology 2001 CFX 4 4 User Manual AEA Technology Oxford shire UK De Cesare G 1998 Alluvionnement des retenues par courants de turbidit PhD Thesis N 1820 and Communication du Laboratoire de constructions hydrauliques LCH N 7 Lausanne EPFL Switzerland in French De Cesare G Schleiss A and Hermann F 2001 Impact of turbidity currents on reservoir sedimen tation J of Hydraul Eng Vol 127 No 1 pp 6 16 Elektrowatt Ingenieurunternehmung AG 1992 Aktualisierung der Hochwasserstudie und Ueberprue fung der Hochwassersicherheit der Anlage Switzerland Unpublished project report Hager W H 1984 A simplified hydrological rainfall runoff model J of Hydrology 74 pp 151 170 Huwyler Ph 2003 M glichkeiten zur Abf hrung von Feststoffen aus dem Gebiet zwischen Fang damm und Staumauer Punt dal Gall Switzerland Vorprojekt Knonau Unpublished project report Oehy C 2003 Effects of obstacles and jets on reservoir sedimentation due to turbidity currents PhD Thesis N 2684 and Communication du Laboratoire de constructions hydrauliques LCH N 15 Lau sanne EPFL Switzerland 151 152 R habilitation des usines hydro lectriques du canal de la Papeterie a Versoix Etude de faisabil te Rehabilitation of the hydropowerplants on the Canal de la Papeterie in Versoix Feasability study Nidia Socorro Llanten Geos Ing nieurs Conseils S A Carouge Suisse Abstract
206. ectly related backwater curves be tween Verbois and the city of Geneva The conducted study firstly defines the equilibrium bot tom elevations after stoppage of flushing on the long term which is called the dynamic equilibrium condition Then the corresponding backwater curves are computed for different discharges and compared with the existing curves to determine future risk of flooding in the city of Geneva At the end the study recommends some potential countermeasures for negative con sequences on the long term RESUME Le Rh ne en aval de Gen ve conna t une s dimentation importante depuis la construction du barrage de Verbois environ 12 km en aval de la ville L affluent principal du Rh ne est l Arve qui transf re les eaux du massif du Mont Blanc sous forme d une rivi re a caract re torrentiel Ainsi d importantes quantit s de s diments sont transport es en suspension chaque ann e Les op rations de vidange du r servoir de Verbois s effectuent en g n ral tous les 2 a 3 ans et ont prouv es leur efficacit N anmoins ces vidanges sont n fastes pour I cologie en aval du barrage et de ce fait il est actuellement envisag de les arr ter d finitivement Dans ce cadre la pr sente tude vise a d terminer l influence potentielle d un arr t des vidanges sur l quilibre morphologique de la retenue sur le long terme et sur les nouvelles courbes de remous y relatives L tude pr sente dans un premi
207. ectrique s est bas e sur les apports additionnels des projets existants et du d veloppement du potentiel pratique Nous avons retenu pour ce qui concerne la mise en valeur du potentiel pratique qu elle se fera une cadence annelle qui se traduira par l addition de 6 05 TWh an ce qui correspond une puissance r alisable de 1 89 GW an pour un facteur d utilisation gal 37 Les contributions absolue et relative de la fili re hydro lectrique sont illustr es par les figures13 et 14 5700 1000 5200 900 4700 800 4200 700 3700 3200 600 500 2700 1990 2000 2010 2200 2020 400 2030 2040 2050 2060 La production hydro lectrique augmentera au cours de la p riode grace aux apports des projets et le d veloppement du potentiel pratique mais la contribution relative de la filiere hydraulique sera en d croissance car le taux de croissance de la demande est sup rieur a celui de la production hydro lectrique qui sera r alisable selon nos hypoth ses de travail 185 Mohamed Masmoudi SAIZONOU 6000 1000 g 5500 900 F 5000 800 S 5 4500 700 8 3 4000 600 3500 500 6 3000 400 er 2500 300 le ee an ur Le RR RRRRRRR NNNNRNUNNANARNN a ere _ _ Garisaininationd iseirici T n HARRRRARRRONGHHRRRRRRRARRER Production disponib
208. ed according to the Swiss Federal Guide lines of 2001 River flood protection RESUME mots cl La protection de notre environnement contre les crues est une condition essentielle pour un d veloppement durable La prise en compte des dangers n cessite une d marche progressive ou il s agit de r pondre la question Que peut il se passer et o Il faut alors estimer la probabilit et l intensit des v nements potentiels et finalement mettre en vidence les mesures n cessaires Chaque cours d eau naturel est en tat d volution permanente Dans la partie amont du cours d eau pr domine normalement l rosion et le transport de mat riaux dans le cours inf rieur pr dominent les inondations Lors de l valuation des caract ristiques d un cours d eau on doit prendre en compte tous les facteurs d terminants pour le d veloppement des crues Le travail a donc t partag en plusieurs parties Une partie de r colte de donn es nous a permis de cerner le cadre de r f rence pour ce qui concerne l hydrologie et pour ce qui concerne le secteur anthropique Une tude hydrologique nous a permis par le biais d une mod lisation num rique de reconstruire les crues de r f rence l aval du barrage de Contra Une tude hydraulique nous a permis de calculer la capacit d coulement dans le r seau hydraulique ainsi que de d couvrir les secteurs conflictuels entre l am nagement du territoire
209. ef hrte Lufimenge Q 0023 0 025 Ne Q 0 140 0 111 Abflusstiefe 0 078 0 049 Fliessgeschwindigkeit 3 6 OHI Zam Fr B n oa IN 0 0869 0 1172 0 135 E C 22 EE m s aux 0 135 0 096 28 gt 1 014 mI RU 043 m s N Nn aan 3 2 I I eeek m N Ir L 1 i i l olo AN Ol gt Oo Konjugierte Tiefe er Fliessgeschwindigkeit Froude Zahl Froude Zahl ass IB ja 003 Sch tzen ffnung Rollerl nge gemessen 1 120 Tabelle I Kennzahlen der an 4 1 Wechselsprung ohne Vorbel ftung Versuch MI bei F 4 4 Kurzbezeichnung MIF4 4 em ol wn Wid Leta RB fi ete a Jae LEE Jae ellerle leel Slo eI mm bo olo D amp Oo 0l DI as SIS U Co in EPRRI ES KRIS TES Bd i ex D mue 1510 Die von der Sonde gelieferten Werte von Luftkonzentration Luftfliessgeschwindigkeit und Kor relation wurden mit dem Programm tecplot automatisch aufgezeichnet Die dargestellten Zahlen waren nur f r die Luftkonzentration plausibel Im Hinblick auf den Vergleich der Versuche untereinander hat sich die Normierung der Dia grammachsen bew hrt Demnach wird die L nge des Wechselsprunges L m auf X 1 normiert Es gilt folgende Beziehung L X X bw X L 1 1 Im Wechselsprung bilden wahrscheinlich folgende messbare Linien Anhaltspunkte fiir weitere Beziehungen
210. ehaushalts an der Leitzach Vorschl ge und Ideen zur Verringerung des Geschiebedefizits Diplomarbeit Lehrstuhl und Versuchsanstalt f r Wasserbau und Wasserwirtschaft TU M nchen 116 Protection contre les crues d Y verdon les Bains Am nagements hydrauliques Ouvrages de r tention et amp quipements Flood protection measures of Yverdon les Bains Cedric Favre ABSTRACT The Swiss federation of water skiing wishes to realise a basin for training and competitions The Service of Water Ground and Cleansing submit the delivery of the building s permit with the possibility of using the basins of water skiing to protect the city of Yverdon les Bains from the flood The new reservoir must be able to accept 100 000 m on one meter height This measure ment will be supplemented by an increase in the level of the banks to ensure the safety for a Q 60 flood An unsteady flow calculation will be run to confirm the concept RESUME La F d ration Suisse de ski nautique d sire r aliser un bassin pour l entra nement et la comp tition Le Service des Eaux Sol et Assainissement SESA a assujetti la d livrance du permis de construire de ce projet la possibilit d utiliser les bassins de ski nautique pour prot ger la ville d Yverdon les Bains contre les crues Le nouveau bassin devra tre capable de stocker environ 100 000 m sur une hauteur d environ 1 m tre Cette mesure sera accompagn e par une l vation des berges afin d
211. el has had very smooth flooring presented of fine con crete with high coefficient of Strickler which does not correspond to the nature situation After visiting the river Mangfall it has been noticed that the flood plain which is situated on the left hand side is represented of a thick forest consisted as of broad leaved trees as well of conifers and on the right hand side are situated the old built protection dikes and their slopes are planted with similar vegetation Using the information from the numerical model one gets the following references for adjusting the model roughness For the river bed coefficient of Strickler k 34 m 3 s and hydraulic radius R 3 m for the river banks coefficient of Strickler k 20 m 3 s and hydraulic radius R 1 m for the flood plain coefficient of Strickler k 10 m 3 s and hydraulic radius R 1 m for the area in front of the inlet structure coeffi cient of Strickler k 22 m s and hydraulic radius R 1 m 2 2 1 Comparison between the physical and numerical models river bed roughness After equalizing the Manning Strickler and Darcy Weissbach velocity formulas one obtains the below shown mathematical relationship v k xR x NT IX f8xexRxI whence 1 EE i A 8xgxR It is supposed that the river bed 1s large enough so one can assume that the value for normal flow depth the one obtained from the numerical analysis and corresponding to river discharge HQ 00 is h 3m is almo
212. els sur chaque variante a t qualifi e en fonction des l ments suivants mesures imagin es en faveur du d veloppement des milieux naturels dans le Rh ne ouvrages annexes d di s aux milieux naturels zones revitalis es polders et fluctuations des battements de niveau de la retenue Offre de loisirs nautiques L valuation des possibilit s qu offre chaque am nagement a l gard des loisirs nautiques s articule autour des param tres suivants surface disposition dans la retenue surface disponible autour de la retenue pour l implantation d infrastructures d accueil touristiques et battements de niveau de la retenue attendus sur la p riode estivale Le tableau suivant fait la synth se de l analyse multiobjectifs Potentiel de Capacit de Mise en Offre de Gestion du production protection valeur des DE Variante Site a loisirs marnage hydro lectriqu contre les milieux nautiques e crues naturels Variante Al Les Iles Limit e Faible Moyenne Moyenne Bonne Variante A2 Les Iles Limit e Faible Elev e M diocre Moyenne Variante B Riddes Bonne Bon Moyenne Faible Moyenne Variante C Riddes Moyenne Faible Moyenne Bonne Faible Variante D Martigny Limit e Faible Faible M diocre Faible Variante E Martigny Moyenne Bon Elev e Moyenne Moyenne Tableau 3 Synth se de l analyse multiobjectifs Etude de variantes d ouvrages a b
213. em Oberfl chenwasser angereichert wird was einen oberfl chennahen Verlust der Luftkonzentration mit sich zieht und mit visuellen Beobachtungen von C und Oiao G L 1994 bereinstimmt Die erh hte Luftkonzentration Jet am Sprunganfang ist besonders bei Fl gt 4 4 feststellbar und findet sich in der Region um Ca 50 Auffallend ist dass der Jet sich oberhalb und nicht unterhalb h1 befindet hoo r ckt mit zunehmendem F n her zur Sohle sie erreicht diese statistisch nie und ber schreitet beim Wendepunkt vor ihrem Wiederaufstieg auch nie die Rollel nge Mit steigender F nimmt die maximale mittlere Querschnittskonzentration nichtlinear zu sie erreicht Werte gegen Ca 50 Dies ist stark abh ngig von der gew hlten Bezugsh he ho 99 0 der hw da gerade im oberen Bereich des Wechselsprunges stark erh hte Konzentrationen vor zufinden sind Der mittlere Luftgehalt im Querschnitt verl uft bei s mtlichen Messungen hnlich wie in Bild 1 Beim Sprungende variiert der mittlere Luftgehalt ber die H he im Querschnitt zwischen 5 und 15 6 MODELLBILDUNG 6 1 Herleitung Mehrere graphische Messwertdarstellungen deuten auf zwei Richtungswechsel hin und werden nachfolgend auf Grund der Messung M 1F4 4 veranschaulicht und lokalisiert 1 00 j 1 00 0 90 0 90 0 80 0 80 2 0 70 Do 70 0 60 0 60 0 50 pe 0 40 0 40 3 0 30 4 0 30 Th 0 20 4 Do 2
214. ement pompage turbinage Atel PSW Vieux Emosson 2 ANALYSE DU COMPORTEMENT DU BARRAGE PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS Dans le cadre de cette tude on consid re que les mat riaux sont homog ne et lastique linaire on peut concevoir l tude dynamique comme une extension du calcul statique moyennant simplement l introduction dans l quation de l quilibre des forces dynamiques suppl mentaires provoqu es par le mouvement de l ouvrage Pour la simulation num rique la m thode des l ments finis est utilis e l aide des programmes GEFDYN et GiD 2 1 Simulation statique Pour simplifie le calcul 2D nos utilisons la coupe joint 8 9 Figure 1 puis qu est l axe du barrage 2 1 1 Caract ristiques physiques 217 Odila Yolanda ZAVALA MORA Pour la simulation num rique par la m thode des l ments finis on utilise les parametres figurant dans le tableau 1 Caract ristiques physiques B ton Roche Module de Young E 30 10 Pa Module de Young E 20 10 Pa Coeff de Poisson 7 0 17 Coeff de Poisson n 0 2 Densit 7 2 45 t m Densit 7 2 7 t m Tableau 1 Caract ristiques physiques des mat riaux 2 1 2 Sollicitations Lorsque le barrage est rempli au niveau 2205 m s m figure 3 les forces statiques a consid rer sont les suivantes la pouss e de l eau et l effet d arc D1 le poids propre ais 2205 y 2200 m y E 2193 4
215. entation de la capacit du r servoir GWh en fonction du pourcentage de sur l vation de l unit de m tre de la chute initiale au lac de Cleuson 75 0 50 0 IN 6 CONCLUSION L Europe de l Ouest telle que d finie dans le pr sent travail dispose d un potentiel hydro lectrique dont la mise en valeur au cours de la premi re moiti du XXI si cle permettra d accroitre l offre d lectricit d origine hydraulique de pr s de 56 en 2050 par rapport au niveau de 2000 532 TWh an Ce potentiel pratique a t estim 302 65 TWh an et peut permettre d installer environ 94 GW de puissance suppl mentaire d ici 2050 soit pr s de 60 de la puissance totale nette existante en 2000 156 GW Cependant la contribution relative en terme de pourcentage de la demande totale d lectricit sera en baisse au cours de la p riode L hydro lectricit pourra couvrir plus de 16 de la consommation totale d lectricit sur toute la p riode de 2000 2050 et constituera plus de 30 de la puissance annuelle maximale appel e par le r seau L hydro lectricit continuera occuper une place importante voire capitale pour r pondre aux demandes des heures de pointe elle pourrait encore couvrir plus de 20 de l nergie lectrique demand e aux heures de pointe L nergie hydraulique demeurera de loin la premi re source de production d lectricit non polluante CO2 M me si la contribution relative de l
216. er 2003 Inventaire des moyens d augmentation de la production hydro lectrique hors d veloppement de nouvelles capacit s de production Discussion des effets de la g n ralisation de la loi sur les d bits r siduels Pr cision sur la notion de cat gorie de taille des centrales La classification des centrales hydro lectriques en fonction de leur taille i e puissance totale install e est variable suivant les pays notamment pour la classe de la petite hydraulique Le tableau suivant pr sente la classification dans quelques pays Tableau 1 exemples de classification de centrales hydro lectriques de petites tailles source Tchouate C Pays Micro kW Mini kW Petite MW Source Etats Unis lt 100 100 1000 1 30 Dragu 2002 Chine lt 500 0 5 25 Dragu 2002 Italie lt 3 European Commission 2000 Portugal Espagne Irlande lt 10 European Commission Grece Belgique 2000 France 5 5000 lt 8 European Commission 2000 Inde lt 100 101 1000 1 1 5 Dragu 2002 ESHA European Small lt 100 101 500 0 5 10 ESHA 1998 Hydropower Association L Union europ enne selon EUROPROG 2002 tend vers une harmonisation de la classification l chelle continentale qui distinguera deux cat gories de tailles de centrales La 181 Mohamed Masmoudi SAIZONOU cat gorie petite hydro est compos e des centrales avec un taille inf rieure ou
217. er bed It has been noticed slight transport of fine sediment toward the inlet structure The experiment run has been stopped after relatively stationary conditions with no observation of considerable changes refer fig 4 R In the river reach has been observed bed load transport with significant deposition of sedi mentation and total modification of the river morphology contrarily the sediment transport to ward the inlet structure has been effectuated in suspended load manner with negligible volume of deposited material from suspended matter which is model effect due to the sediment input manner 5 CONCLUSIONS The physical model is a useful tool to investigate river responses due to imposed changes How ever for calibration and to quantify the possible scale effects the prototype data such as cross section measurements flood hydrograph bed material composition and river stage are essential In this respect little information is available from the site 5 1 Conclusions concerning optimization of inlet structure and necessity of River Sill Flood Polder with roughness corresponding to coefficient of Strickler K gt 22 m s having no river ramp would take up discharge in the range from Q 216 m s to Q 225 Im s With that result it has been proven that even the situation without ramp fulfils the requirements and the expectations for an optimal and economical inlet discharge capacity which passes safely se rious flood events
218. er temps les calculs du nouvel quilibre dynamique sur le long terme de la retenue suivi par la d termination des niveaux d eau Gen ve pour diff rents d bits Finalement des recommandations sont donn es concernant certains effets n gatives li s l arr t des vidanges tel que par exemple la s dimentation des prises d eau au barrage 1 INTRODUCTION The obstruction created by an artificial construction in a river such as Verbois dam causes sig nificant changes in both hydraulic and morphological behavior of the river The decrease in flow velocity and related sediment deposition are the main consequences The bed level continuously increases during the process of sedimentation on the long term and also changes the hydraulics of the flow continuously The reduction in free flow area due to sedimentation leads to an in crease in velocity and shear stress respectively As the process is ongoing there will be a bed ele vation for which the average flow velocity exceeds the critical velocity for entrainment of parti 77 Krishna Prasad DULAL 78 cles A similar reasoning can be made for the shear stress At that stage the reservoir is said to be in a stage of dynamic equilibrium 2 DESCRIPTION OF THE STUDY The Rhone River is the major river in the south western part of Switzerland The Verbois dam was constructed in 1942 and is located about 12 km downstream of the Junction of the Rhone and Arve rivers which is shown
219. erechnet werden Die Sedimente k nnen sich bis in den Bereich der Fassungen ausbreiten und ablagern Zum Schutz der Fassungen Transport und Druck leitungen und Maschinen Turbinen und Pumpen darf w hrend solchen Ereignissen kein Wasser aus dem Grimselsee weder turbiniert gepumpt noch in den Gelmersee umgeleitet werden Als Entlastungsorgane des Grimselsees kommen der Grundablass der Sp lstollen und der Umleitstollen zum Anwendung Als maximaler Hochwasserfall fiir die Phase der Bauperiode ist fiir jedes Einzugsgebiet mit einem Hochwasser welches einmal innert 20 Jahren eintritt Q2 zu rechnen Berechnung der Spitzenwerte f r O0 und Erzeugung der Q29 Hydrogramme Basierend auf dem Hydrogramm f r ein 1000 j hriges Hochwasser Q 000 und den 21 j hrigen Aufzeichnungen der t glichen Zuflussvolumen wurde nach dem Gesetz von Gumbel und einem Spitzenkoeffizienten cp 1 7 ein Spitzenwert Q2o spitze 100 m s f r den Zufluss zum Grimsel see berechnet und gleichzeitig wurde das zugeh rige Hydrogramm erzeugt siehe Figuren 3 und 4 F Q od ox e 1 u In in F Q 2 4 T 3 1 F Q Mit a Parameter f r den Massstab param tre d chelle b Parameter fiir den Massstab param tre d chelle F Q Jahr Wahrscheinlichkeit des Nicht Eintreffen des Ereignis Q m s Abfluss T Jahr Wiederkehrdauer u Verkleinerungs Variable nach Gumbel variable r duite de Gumbel hE 4 Q20 Tagesdurch
220. erfolgt nur durch die direkten Zufl ssen zum R terichs bodensee da in dieser Variante kein Wasser vom Grimselsee abgeleitet wird Also hat das an f ngliche Ableiten vom Grimselsee zum R terichsbodensee keine negativen Folgen und erh ht die verbleibende Abflussspitze nicht HH 200 Ti h wa 3 Volumenstrom m s Varianten Nr 212 Abfluss 96 0 m3 s Abflussorgane schrittweise schliessend Pr al Varianten Nr 208 Abfluss 0 m3 s alle Abflussorgane geschlossen a o He Varianten Nr 201 Abfluss 96 m3 s alle Abflussorgane offen 0 5 10 15 20 25 30 35 Zeit Stunden Figur 7 Abflussvolumenstrom f r Qo aus dem R terichsbodensee Vergleich der Varianten 201 208 und 212 200 3 Volumenstr me m s alle Zufl sse u Aare Abfluss bei Handeck Grimselsee Abfluss ssR terichsbodensee Grundablass Hochwasserentlastung R teichsbodensee 0 5 10 15 20 25 30 35 Zeit Stunden Figur 8 Variante 212 Optimierte Betriebsf hrung bei Q2 zur Minimierung der Abflussmenge der Aa re bei Handeck 101 Carl Arthur EDER Die Variante 212 hat aus der Sicht der Aare bei Handeck die gleichen Abflussspitzen zur Fol ge wie wenn mit der Variante 208 gefahren w rde Der grosse Unterschied liegt darin dass der Wasserspiegel des Grimselsees in Variante 212 nur um ca 3 5 m steigt im Gegensatz zu einem Anstieg von ca 6 5 m bei
221. ers et devis estimatif Le financement des am nagements est assur par 3 partenaires La Conf d ration 31 max le Canton 58 et le solde par le P rim tre communes RN La r partition des co ts la charge du p rim tre est calcul e entre les diff rents participants a l ECF tenant compte de la causalit des crues et des b n fices retir s Le co t total du projet s l ve frs 2 7 mio En prenant en compte les travaux d urgence effectu s sur le Flon de Tartegnin pour un montant de frs 300 000 ils servent galement la protection du p rim tre de la pr sente tude le co t global s l ve donc frs 3 mio 9 2 Analyse de risques par l intensit des dangers D velopp e par l OFEG la m thode sert valuer la pertinence d un projet en comparant les co ts d investissements par rapport la r duction des dommages potentiels Elle d pend des informations suivantes e Du genre d ouvrages menac s El ments surfaciques lin aires et ponctuels avec leurs caract ristiques densit tat du b ti etc e Du genre de danger inondations et ou laves torrentielles e Du degr de risque faible moyen fort e De prix unitaires issus de donn es f d rales Les r f rences de cette m thode sont les cartes de dangers les plans d am nagement du territoire et un inventaire des objets menac s Les am nagements du projet ainsi que les travaux d urgence r alis s l amont
222. ery outlet walls 5 NUMERICAL MODELLING USING FLOW 3D Sedimentation in the G bsensee Numerical modelisation and optimization of technical measures to reduce sedimentation inside the lake FLOW 3D numerically solves the continuity and momentum equations using finite volume approximation The flow region is subdivided into a mesh of fixed rectangular cells With each cell there are associated local average values of all dependent variables All variables are located at the centres of the cells except for velocities which are located at cell faces staggered grid ar rangement Curved obstacles wall boundaries or other geometric features are embedded in the mesh by defining the fractional face areas and fractional volumes of the cells that are open to flow the FAVOR method Most terms in the equations are evaluated using the current time level values of the local vari ables explicitly This produces a simple and efficient computational scheme for most purposes but requires the use of a limited time step size to maintain computationally stable and accurate results The basic numerical method used in FLOW 3D has a formal accuracy that is first order second order accurate options are also available with respect to time and space increments Special precautions have been taken to maintain this degree of accuracy even when the finite difference mesh is non uniform In any case boundary conditions are at least first order accurate in all
223. es and are relevant are compared below Table 3 Comparision of hydropower related strategy and acts Description of Policy Acts Laos Nepal 1 Ratio of electrification 90 by 2020 60 by 2027 40 target of 2017 already achieved 2 Promotion of domestic fi Not mentioned Encouraged by financial pol nancial sector in HPP icy of HMG N 3 Royalty rates By negotiation not as trans Clearly defined parent as that of Nepal 4 Foreign investment Encouraged Encouraged 5 Research amp Development Not mentioned in policy Mentioned in Policy 6 Manpower Development Not defined By 2007 participation of na tional consultant amp contractor mandatory in all type of pro jects 7 Electricity Pricing Development of guidelines Not mentioned 8 Regional grid concept Promoted Not mentioned 3 Power Export 206 Hydropower Development within the Context of Electrification and Export the Cases of Laos and Nepal 3 1 Market of Laos Laos is a member of Greater Mekong Sub region GMS group which comprises five other countries vis a vis Thailand Vietnam Cambodia Myanmar and Yunnan Province of China The following table is presented to illustrate the energy sources of the GMS countries The con cept of Regional Power grid has been initiated by As an Development Bank Table 4 Energy sources of GMS countries Country Oil Natural Coal Hydropower Hydropower Remarks gas Potential Exploited Thailand Limite
224. es au cadre physique du projet La crue de projet est commune toutes les variantes crue mill nale de 1600 m s d apr s le rapport de synth se de la Troisi me Correction du Rh ne et permet de dimensionner le barrage mobile et les digues lat rales La surface disponible varie d une variante l autre et constitue le param tre principal qui permettra de distinguer la r ponse de chaque variante aux objectifs poursuivis Contraintes de gestion Ces contraintes sont constitu es d une partie des objectifs communs chaque variante Parmi ceux ci on distingue plus particuli rement la gestion du marnage et la production 60 Etude de variantes d ouvrages a buts multiples en riviere hydro lectrique qui ont une influence sur les d bits sortants de l ouvrage et qui permettent de conna tre l volution du plan d eau au cours de l ann e La faisabilit d objectifs tels que les loisirs nautiques ou la possibilit de d veloppement de milieux naturels sur la digue r sulte directement de la gestion du marnage tandis que l cr tement de crue se place dans une situation de gestion exceptionnelle et n est donc pas une contrainte de gestion Dans la suite de I tude les objectifs communs chaque variante ont galement servis de points de comparaison pour l analyse multicrit res La figure suivante illustre l ensemble de la m thodologie employ e au cours de cette tude Figure 2 M thodologie d
225. es de march L objectif principal vis par la lib ralisation du march est la baisse des prix Elle devrait galement remettre en cause les systemes tarifaires fond s sur des subventions crois es g ographiques voire entre cat gories de consommateurs Malheureusement le premier risque est la volatilit des prix et leur caract re impr visible La stabilit des d bouch s tait l un des atouts du syst me centralis La d r gulation s accompagne souvent d une vague de privatisations qui se traduit par une mont e en puissance des actionnaires priv s dans les choix strat giques des firmes On peut assister des changements strat giques chez les op rateurs du secteur car d sormais le risque est grand que les d cisions d investir en production ne soient plus prises dans le cadre d une r flexion globale l chelle du syst me lectrique mais principalement en fonction d opportunit s et de perspectives de rentabilit Des strat gies fond es exclusivement sur l aversion au risque pourraient conduire une tendance investir davantage dans des centrales de petites tailles 2 3 Preoccupations environnementales et augmentation de part d lectricit produite partir des nergies non mettrices de CO Les missions de CO dues l industrie lectrique doivent tre r duites d une part gr ce l am lioration des technologies d utilisation des combustibles fossiles et d autre part
226. es like inundation in Geneva or sedimentation at hy draulic structures near the dam if the reservoir is allowed for sedimentation in long term Critical elevations with velocity criteria Existing zone in equilibirium 368 f 366 384 362 f 5 360 T 3584 7 3 356 o O 3544 ar 1Daw Er es x Indri 1984 Zone in high slope I e Tiffany amp Brantzel 1935 Egiazorof 1965 f 350 Y FR R 2 R F Lane 1953 White 1940 Critical elevations with stress criteria Tnaiweg 2003 348 TZ a i 0 1210 2420 3630 4840 6050 7260 8470 9680 10890 12100 Distance from dam m Fig 8 Zone of equilibrium elevations 5 NUMERICAL MODELING OF VERBOIS RESERVOIR SEDIMENTATION The models used for the numerical modeling are GSTARS 2 1 pseudo 2D and CCHE 2D full 2D GSTARS 2 1 developed by USBR allows performing pseudo 2D numerical computations 82 Numerical Modeling of Hydraulics and Morphology of the Rhone between Geneva and Chancy Pougny of hydraulic conditions and both suspended and bed load transport in a coupled manner The model is able to account for local grain size distributions and phenomena such as paving or grain sorting Both lateral and vertical erosion and or deposition of river bed and banks are assessed as a function of the stability of the banks The performed tasks with numerical modeling is as fol lows Calibration Based
227. es sur les profils ne sont pas assez pr cis On remarque en regardant les 4 sections amont que le font du lit du Doubs remonte vers la section 3 large et est tr s profond aux section 4 et 5 On peut en effet penser que les sections 1 Projet de petite centrale hydraulique sur le Doubs Etude de faisabilit et de rentabilit et 2 troites sont tr s rod es et que le mat riel de cette rosion se d pose vers la section 3 Le m me ph nom ne a t constat entre les sections 0 et 1 en aval de la chute 7 DESCRIPTION DES DIFFERENTES VARIANTES POUR LE PROJET L tude doit actuellement d finir les principales variantes d implantation de la station en fonction de crit res juridiques techniques et conomiques 7 1 Localisation des variantes Suite aux diff rentes visites sur les lieux et aux nombreux documents r colt s sur le site on admet 3 variantes repr sentant un certain int r t Figure 12 plan d implantation des variantes En r sum on peut dire que l on est en pr sence d un nouveau projet et non d un projet de r habilitation ou de r novation En fait le seul l ment existant et exploitable pour les 3 variantes est la chute le reste est 4 reconstruire entierement 8 LE PRE DIMENSIONNEMENT 8 1 Le d bit nominal Pour le calcul de production on a besoin d une base de donn es concernant les d bits exploitables Cette base de donn es provient des relev s de la station de mesure d
228. et moyenne chute une augmentation par sur l vation du barrage suivant la morphologie et la topographie permettra une augmentation de volume L augmentation de la hauteur du barrage dans le cas des centrales haute chute contribue essentiellement augmenter le volume utile et n a pas beaucoup d incidence sur la charge Prof A SCHLEISS propose la relation suivant pour exprimer le volume en fonction du niveau d eau dans le r servoir V axH avec a et m param tres tenant compte de la morphologie du r servoir Pour quelques lacs suisses il propose les valeurs suivantes pour a et m Le volume utile varie de mani re exponentielle en fonction de la hauteur utile Cette technique permet au niveau des centrales accumulation notamment de grande chute d augmenter la capacit nerg tique du r servoir pour stocker les apports annuels essentiellement concentr s sur les saisons fortes pr cipitations et coulement t Tableau 4 param tres morphologies a et m pour quelques lacs suisses Prof Dr Anton SCHLEISS Lacs r servoirs a m m Lacs des Dix 2 40 10 2 24 Lac d Emosson 9 66 10 2 44 Lac de Mauvoisin 5 30 10 2 01 Lacs des Toules 72110 2 38 Lac de Cleuson 7 23 10 1 82 L eau peut alors tre utilis e en p riode de faibles apports hiver pour produire l lectricit Cette technique tait souvent utilis e pour profiter au maximum des apports annuels dans un bassin ve
229. et que les crues de celui ci entra nent des d bordements quasi annuels Le but recherch tant de garantir la s curit face des v nements de fr quence centennale pour les calculs de dimensionnement une concordance temporelle et fr quentielle de Q 50 a t admise sur les 2 cours d eau Pour l laboration des chaque variante il s agira de tenir compte des contraintes suivantes Le niveau de la nappe s levant jusqu au niveau maximum du bassin cela implique que l quipement d vacuation de l eau des bassins soit au moins gal la capacit du d versoir La possibilit d un niveau lev de la Thielle n cessite la mise en place d un syst me m canique d vacuation des eaux Rio 6 9 m s sur le canal Occidental Q 60 6 9 m s sur le Bey 5 1 Variante 1 Le principe de cette variante est de maintenir une ligne d eau inf rieure ou gale 431 00 afin d viter tous les d bordements en aval du point X Le projet pr voit de mettre en place une vanne de r gulation flotteur au droit du point n 2253 permettant de limiter les d bits vers l aval Le suppl ment d eau sera d vers dans les bassins de ski nautique gr ce un d versoir Pour ne pas causer de d bordement en aval il est n cessaire de maintenir la ligne d eau une cote inf rieure ou gale 431 00 au droit de la vanne Lorsque le Bey est son niveau d tiage le d bit maximum transf rable vers l aval est de 3 5 m s Vanne
230. etained solution were carried out According to the geometry of the G bsensee Reservoir and in order to limit the accumulation of sediments two main ideas have been adopted On one hand the galleries outlet walls will be reoriented to direct the flow from the two galleries to the electric power plant intake On the other hand several artificial islands will be used for guiding the flow and increasing the flow velocity inside the reservoir 4 TECHNICAL SOLUTIONS 4 1 Determination of the critical velocity The critical velocity is the velocity at which the fine or the coarse sediment begins to be de posited when the flow regime is in transition from suspension flow to deposition of flow To de termine this value it was essential to have the grain size distribution for the sediment particles to determine the characteristic diameters such as doy or dgs or dso To define the erosion transportation deposition criteria for uniform particles the Hjulstr m diagram 1935 is useful to determine the water velocity required to carry a certain sediment size in suspension Thanks to two samples taken from both gallery outlets the sieve analysis was performed and the grains size distribution drawn for each sample Figure 5 Sedimentation in the G bsensee Numerical modelisation and optimization of technical measures to reduce sedimentation inside the lake 100 90 2 80 O Urn sch
231. evels at the dam however might generate a problem for the water intakes Evolution of WL at Junction 373 00 372 50 371 50 371 00 Elevation m 370 50 During 6yr of accumulation r Druing 12yrs of accumulation 370 00 During 24yrs of accumulation Druing 36yrs of accumulations Druing 48yr of accumulations Initial WL WL for 2003 bottom with Q50 369 50 Limiting value WL for Q50 after 24yr of accumulation WL after 24yr with Qnormal X Measured WL at Junction 369 00 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 Discharge m s Fig 15 Water level evolution at the Junction for different situations All of these cases are analyzed with the existing exploitation rule defined at location pk8 2 Step Aire One scenario is checked by changing the exploitation rule The results from the new exploitation rule show that it is possible to lower the water level by more than 20 cm at the Junction for high floods For the case of higher floods than the assumed one the only way is to further lower the downstream water level The problem of sedimentation of hydraulic structures will be treated with well known methods The structures can be relocated or modified to make it safe from the rising of the bed levels due to sediment As the intake is simple and small it can be relocated without major difficulties or can be modified to restrict the entry of sediments Dredging is one possible solution for
232. f Zanke is used to define the settling velocity 1 It is recommended also to extend the computed basin length by 10 to 20 to compensate the excessive turbulence in the approach flow For high dis charges it is also more efficient to have two or more parallel basins for flexibility against flushing procedure without taking the power plant out of service 2 4 2 Standardization charts for sand trap Design of a settling basin for a series of discharges and two different sediment grain sizes has been accomplished The standard design charts include the geometry of the basin such as length and also volumetric functions of the civil works 9 Some of these results for the Bieri settling basin are presented in Fig 5 By using these functions the total cost can be estimated according to unit prices It is clear that the dimensions of the basin are higher for removing sediments sizes greater than 0 2 mm 55 600 roO a 4d 03mm fiength 4 reinforcemet E 10 000 500 F 45 E 20 000 40 4 400 E 30 000 gt E E 35 F 40 000 S 300 a E J gt E 2 30 A Reinf F 50 000 a E 25 S 200 60 000 1 e C a 20 4 2 E 70 000 100 15 concrete 80 000 10 rrr rr 0 be 90 000 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 Discharge m s Di
233. f small hydropower plants and development of an optimization tool Lausanne LCH EPFL 11 12 Sedimentation in the G bsensee Numerical modelisation and optimization of technical measures to reduce sedimentation inside the lake S dimentation dans le Giibsensee Mod lisation num rique et optimisation de solutions techniques pour r duire l alluvionnement de la retenue Islam M Awad Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL Laboratory of Hydraulic Constructions LCH CH 1015 Lausanne Switzerland ABSTRACT The need for sediment management of reservoirs had been underestimated for some time Sedimentation processes affect the management of catchments and reservoirs They are increasingly important factors in all parts of the world because of their often conflicting socio economic and environmental impacts Since 1997 the Lake G bsensee traps approximately 12 000 cubic meter of sediment annually After reviewing the quantity of the fine sediments entering into the lake and the available storage volume it is determined that the long term reservoir operation is not feasible The accumulation of sediments will soon start to affect the energy generation from the hydroelectric power plant at Kubels The aim of the study is to find an eco friendly technical solution to resolve the sedimentation problem The applied measures are purely geometrical ones It is a combined system of artificial islands following the thalweg of the lak
234. far as the pore fluid is incompressible the behavior of the soil mass is like that of saturated soil under hydrostatic condition But as the pore fluid starts to become more and more permissible the effects of rapid drawdown and wave loading get more visible The excess pore water pressure or drop in effective stress and displacement due to drawdown effect go on increasing up to a maximum value and again start to decrease afterwards until they reach back to zero The maximum values of the stresses and deformation for both the cases of rapid draw down and wave loading are the same Figure 6 shows the pattern of evolution of excess pore water pressure for a submerged unsatu rated soil during a representative rapid drawdown case starting from 10 m water head above the soil water interface A to 5 m at the end of drawdown process B At the end of the drawdown process there is an excess pore water pressure which takes significantly long time to dissipate as shown in Figure 7 below Similarly Figure 8 shows the evolution of vertical displacement at soil water interface due to the effect of rapid drawdown for submerged unsaturated soils 50 00 4 Absolute max pore water pressure at 10 m depth 150 000 kN m without drawdown 194 987 kN m with drawdown gt oO oO 0 02020 day 0 10208 day x 0 21882 day 1 15856 day End of drawdown 10 16060 day 119 19000 day
235. fassung f hrt den Bewegungs aber auch Beweglichkeitsbegriff ein Bewegung weil die Einsaugung des Wassers nicht fest ist sie kann in einer gew hlten Zone ausgef hrt sein Beweglichkeit bedeutet dass die M glichkeit besteht Pumpmittel von einem Bereich zu anderen umzustellen Die Me thode erlaubt Wasser von der ganzen Wasserfl che und nicht nur ufernahe zu fassen Vorteile schwimmender Wasserfassung 1 Verminderung der Baukosten Rammen der Pf hle oder Spundw nde Ausf hrung von Brun nen und von Grundwasserabsenkung sind nicht n tig 2 Keine Ufer nderungen 3 Ausgezeichnete Anpassung an alle Wasserabfl sse und Wasserniveaus 4 Fassen des Wassers von der Oberfl che oder in einer gew hlten Tiefe 5 Anpassung der Wasserfassung an Ver nderungen des Flussbetts 6 M glichkeit grossen Wassermengen in einer geringeren Tiefe zu fassen 7 Beseitigt die Risiken der Einschl mmung und der Verstopfung 8 Gew hrleistet eine Vorfiltration mit bis zu 2 mm Maschen ffnung 9 Minimalen Einrichtungszeit amp Kosten dank der Vorfertigung im Werk 10 Erhaltung der Installation vom Ufer 7 4 Variantenvergleich Als Bewertungskriterien wurden folgenden Gr ssen festgelegt Sicherheit gegen Versandung Kapazit t Verf gbarkeit Betriebstage Jahr Sauberkeit des Klarwassers maxd 250 um Zu verl ssigkeit Ersatzzeit Erhaltungskosten Betriebskosten Investitionskosten Variantengruppe 1 Aufgrund von Ergebnisvergleich numerischer Simula
236. ficantly diminish the prob lem of inundation in the area near the Junction The siltation problem at hydraulic structures near the dam is addressed with appropriate technologies like relocation of the structures modi fication dredging or regular minor flushing events to liberate a cone of sediment at the bottom outlets References 1 DAN G BATUCA amp JAN m JORDAAN Jr 2000 Silting and Desilting of Reservoirs A A BALKEMA ROTTERDAM BROOKFIELD 2 Gregory L Morris amp Jiahua Fan Reservoir 1997 Reservoir Sedimentation Handbook Design and Management of Dams Resrvoirs and Watersheds for sustainable use McGraw Hill 3 Walter Hans Graf Hydraulics of Sediment Transport McGraw Hill Series in water resources and Environmental Engineering McGraw Hill 4 Sedimentation Engineering edited by Vito A Vanoni 1975 ASCE MANUAL AND RE PORTS ON ENGINEERING PRACTICE NO 64 5 Maurice Bouvard Mobile barrages and intakes on sediment transporting rivers A A BALKEMA ROTTERDAM BROOKFIELD 1992 6 Chih Ted Yang and Francisco J M Simoes 2000 User s manual for GSTARS 2 1 Generalized Stream Tube model for Alluvial River Simulation USBR 7 SOGREAH consultants Janvier 2004 Plan de gestion des mat riaux solides de I Arve Rapport globla n 2 81 4036 R1 8 Peiry J L Janvier 1988 Approche g ographique de la dynamique spatio temporelle des d siments d un cours d eau intra Montagnard l exemple de la plaine alluviale de l
237. ftaustrag 2 ZIELE DER STUDIE Ziel war es das Lufteintrags und Luftaustragsverhalten des Wechselsprunges zu beobachten und die festgestellten Erscheinungen festzuhalten Zusammenh nge aufzuzeigen und diese zu pr fen Als Werkzeuge standen zur Verf gung Versuchskanal mit regulierbarer Wasser und Luftmenge Messpegel sowie Messroboter und Messonde mit Software Nach dem berpr fen der Apparaturen wurde ein Pionierversuch vorgenommen auswertet und die gewonnenen Erkenntnisse in die weiteren Versuche mit unterschiedlichen Froudezahlen eingebracht 3 PHYSIKALISCHES MODELL 3 1 Modellbeschrieb Das Modell im Versuchskanal wird zu Beginn durch eine JetBox und gegen dessen Ende mittels Tauchwand begrenzt Die Zuflussh he h der Durchflusswassermenge Q wird an der JetBox re guliert die Lage des Wechselsprunges wird durch Verstellen der Sch tzentiefe der Tauchwand verschoben und in einheitliche Position gebracht Die optische Messonde misst entlang einer Li nie die Dauer der Lichtreflektionszeit einzelner Luftblasen Verglichen mit der Gesamtmesszeit an einer Stelle liefert sie das Verh ltnis dieser beiden Zeiten was als Luftkonzentration interpre tiert werden darf Licht reflektiert in Luft und diffundiert in Wasser Die Fliessgeschwindigkeit der Luft kann nicht mit der Doppelsonde erfasst werden da sich innerhalb des Weisswassers die Str mung neu orientiert und nicht mehr parallel zur Sohle bzw zu den Sondenspitzen verl uft Deshalb st
238. gaben wurden gesch tzt 1 Tropfen und Spritzer sowie ganze Wasserhaufen l sen sich aus dem Bereich X lt 0 3 und spritzen zu X 0 0 Die Wasserspiegelfl che wirkt aufnahmefreundlich was durch Luftbei gabe beg nstigt wird die Oberfl che des Wassers vergr ssert sich massgebend Der bergang von h zur Walze variiert in L ngsrichtung Der weiteste regelm ssig erreichte Ort wird als X 0 0 bestimmt 2 Bei X 0 8 hebt sich ein Wasserbuckel hervor Das Oberfl chenwasser vermag trotzdem Richtung Sprungfuss zu fliessen 3 Ende des Wechselsprunges die Luftblasen steigen im oberen Viertel senkrecht zur O berfl che Die horizontalen Fliessrichtungen des Wassers orientieren sich entgegengesetzt 4 Direkt nach der JetBox ist Wasserdampf sichtbar ohne direkten Einfluss auf Wechsel sprung Im Zulieferrohr erh ht sich der Druck massgebend so dass der Druckabfall nach dem Austritt aus der JetBox ausreicht um Wasserdampf zu bilden Trippelpunkt 5 In Sohlenn he treten Luftwirbel auf Meist sind es deren zwei bis drei St ck die sich durch die einschiessende Str mung zur Bodenn he bilden Zwischen diesen Luftwirbeln bilden sich K rper mit mehreren unterschiedlich orientierten Armen Die Luftwirbel steigen rascher nach oben als die Arme welche ihrerseits teilweise vom n chsten Wirbel angezogen werden Mit Luft versorgt werden die Luftwirbel entlang einer relativ konstanten Linie 6 In der Verl ngerung dieser Linie folgt in
239. gallery outlet E 70 O Sitter gallery outlet 3 60 5 o 50 Z S 40 5 30 q rw 20 10 Particle diameter mm 0 T T 0 001 0 01 0 1 1 10 100 Figure 5 Sieve analysis for samples taken at the Sitter and Urn sch gallery outlets The water velocity required to carry 90 of fine particles is determined in Hjulstr m diagram as 3 cm s Figure 6 To stay in the safer side a water velocity of 4 cm s was adopted as the critical velocity to secure water flow during its trajectory from the outlets galleries to the water intake of the hydroelectric power plant 1000 o 0 Erosion 100 E 2 gt 2 Urn sch gallery d50 2 10 Urn sch gallery d10 gt Transport O Sitter gallery d50 E Sitter gallery d10 z Deposition Sitter amp Urn sch gallery d90 Particle diameter mm 0 1 0 001 0 01 0 1 1 10 100 Figure 6 Determination of critical velocity from Hjulstr m diagram After Hjulstr m taken from Graf 1984 In response to this situation several ideas were proposed to have a sustainable solution to maintain the sediment balance in the reservoir First idea is flushing sediments through the res ervoir outlet by lowering the water level to its minimum operating level 680 7 m a s l and con tinuous turbine operation A new approach to study the hydrodynamic hydraulics and geomor phology of the lake was also considered Under t
240. ger 5 3 Probabilit Se base sur des sc narios 137 Samuel FERRARI Le sc nario fr quent se base sur le temps de retour T 30 ans De T 2 33 T 30 Le sc nario moyen se base sur le temps de retour T 100 ans De T 30 T 100 Le sc nario rare se base sur le temps de retour T 300 ans De T 100 T 300 Le sc nario tr s rare se base sur le temps de retour T 300 ans et d autres v nements collat raux tels que hauteur du lac gale 197 5 m et la br che dans le secteur des Saleggi 5 4 Intensit Pour ce qui concerne l inondation comme mesure de l effet possible on tient compte de la vitesse d coulement v et de la hauteur de l inondation h Les vitesses d coulement sont g n ralement directement d pendantes de la pente du terrain A la suite de vitesses d coulement lev es on doit s attendre un d p t d alluvions grossi res Localement des amorces d rosion peuvent survenir Nous allons donc utiliser pour ce qui concerne l inondation statique l hauteur h de l inondation en aval du seuil pomodori et pour ce qui concerne les inondations lat rales des aux br ches ponctuelles Pour le reste du secteur d tude ce sera la fonction entre l hauteur d eau et la vitesse de l coulement qui va donner l intensit du ph nom ne 138 Etablissement de la carte des dangers du Val Verzasca laval du barrage de Contra 5 5 Resultats La cart
241. gr ce l accroissement de l utilisation des nergies non mettrices de gaz effet de serre ou tr s faibles missions Dans cette perspective l hydro lectricit et le nucl aire ont beaucoup apporter D autre part les centrales hydro lectriques accumulation offrent une grande flexibilit d exploitation et surtout la possibilit de stocker l nergie Ils jouent un r le in gal pour la r gulation de r seau Ce sont l les atouts ind niables et presque exclusifs de la fili re hydraulique La construction de grands am nagements hydro lectriques est parfois d cri e t en regard des pr occupations environnementales En cons quences de nos jours la proc dure pour l obtention d autorisation pour la r alisation de tels projets devient de plus en plus complexe N anmoins des installations de 178 Potentiel de contribution de l nergie hydraulique pour la production d lectricit en Europe de Ouest au cours de premiere moiti du XXI si cle 2000 2050 nouvelles centrales hydro lectriques sont en cours et on attend encore beaucoup de cette filiere pour minimiser les missions de gaz a effet de serre GES 2 4 Augmentation de la demande dans le futur et ad quation sous contraintes de I offre d electricite La consommation d lectricit en Europe voluera au fil des ann es en fonction de la dynamique de d veloppement conomique et industriel ainsi que de l am lioration d
242. gs und Luftaustrags Verhalten ann hernd kein Luftflux auf da sich die Luft haupts chlich oberfl chennah ansammelt und in dieser Zone nahezu keine Geschwindigkeit vorhanden ist Aus C C 1undQ Av C er gibt der Fl chenunterschied von Luftflux zu Totalflux den Wasserflux Mittels Kontinuit tsge setz wurde gepr ft ob die total vorw rts transportierte Wassermenge abz glich der r ckw rts transportierten Wassermenge der durch die Pumpe zugef hrten Wassemenge entspricht O naii ON TA Va 4 Die mit Gleichung 4 berechnete Kontinuit t stimmt nicht mit der gelieferten Pumpenmenge berein M gliche Ursache k nnte sein dass eine oder mehrere der getroffenen Annahmen falsch sind oder die gemessenen Luftkonzentrationswerte falsch angewendet werden Bei der Beobachtung des Verh ltnisses von lokaler Weisswassertiefe hooo hoo Zu lokaler Gesamttiefe ho 99 wurden folgende Grafiken notiert XIJ Cals 88 8 8 amp B 8 Q 8 oO oO oO oO oO m oO oO oO 0 00 0 00 0 10 0 10 0 20 ge 0 20 _ 0 30 030 0 40 0 40 0 50 1 0 50 z 0 60 0 60 II 0 70 y I 0 70 A 0 80 0 80 0 90 gt 0 90 1 00 1 00 Bild 3 Bel ftungsdicke in Abh ngigkeit von X Bild 4 Bel ftungsdicke in Abh ngigkeit von C Daraus fallen besonders bei Bild 4 zwei Richtungswechsel auf Die Hauptabnahme der Luftkon zentration findet unter relativ konstantem Verh
243. he MAS in hydraulic schemes Se Eidgen ssische Technische Hochschule IE Z rich ECOLE POLYTEC HNIQUE TUT FEDERALE DE LAUSANNE CHNISCHE A UNIVERSITAT MUNCHEN wm m A INP Grenoble ISSN 1661 1179 Laboratoire de constructions hydrauliques LCH EPFL CH 1015 Lausanne http Ichwww epfl ch e mail secretariat Ich epfl ch
244. he Third Correction but would also be an opportunity for the development of the energy and tourist potential of the river During this study conception details needed to assure the feasibility of the scheme will be given The variant showing the best compromise be tween the different objectives will be highlighted and economically estimated RESUME De nos jours l av nement d un projet d am nagement du territoire ne peut avoir lieu sans prise en compte du d veloppement durable A cet gard les grands am nagements fluviaux doivent pr senter une compromission ad quate aux diff rentes probl matiques pos es par les grands fleuves risque d inondations patrimoine cologique axes de d veloppement socio conomique sources d nergie etc Cette tude a pour objectif de caract riser la faisabilit d un panel d am nagements a buts multiples imagin s dans le cadre de la Troisieme Correction du Rh ne valaisan Celle ci dont la r alisation est pr vue pour la prochaine d cennie doit permettre l am lioration de l tat de la protection contre les crues et le r tablissement de la continuit biologique entre le fleuve et sa v g tation riveraine En apportant un volume qui permettrait de r guler le marnage quotidien du Rh ne et qui pourrait participer a l cr tement de crues un ouvrage de r tention constitue non seulement un l ment de r ponse aux difficult s de la troisi me correction mais aussi l opp
245. he deposition of the sediments at the end of the simulation for the October 2000 flood event with 15 g l of sediments and the 100 years design flood with 30 g l respectively The simulated turbidity currents caused by the floods can be considered subcritical and non conservative deposition is greater than erosion in all cases In fact there is no erosion in this 146 Sedimentation management in the Livigno Reservoir Technical measures to reduce the effects of sedimentation due turbidity currents reservoir due to turbidity currents As shown in Table 1 approximately 60 of the total depos ited sediments occur in the first 3 0 km of the reservoir for all studied events except for the an nual flood where 74 is deposited within this reach For all simulations the quantity of sedi ments deposited on the hydraulic structures is not relevant This can be explained by the low slope of the inlet bottom 1 2 and the width of the inlet trumpet which both decrease the ve locity of currents and facilitate the deposition The length of the reservoir is another factor re ducing sedimentation close to the hydraulic outlet structures at the Punt dal Gall dam The cur rent loses its forces while flowing downstream due to water entrainment and sedimentation A inlet Spo Rewer 1 Figure 22 Overview of the reservoir and computational domain for the study The maximum depth of sediment deposition varies from 3 cm for the annual flood with m
246. his aspect a study was launched to guide the flow inside the lake using five geometrical elements following the thalweg of the lake down to the deepest area Those five elements create a sort of two virtual basins see Figure 7 and Figure 8 in front of the two galleries Another idea was proposed to streamline the flow towards the en trance of the reservoir outlet by the deviation of the outlet galleries 17 Islam M AWAD 18 Four main inlet and outlet discharge conditions are the governing factors for flow in the res ervoir Flow inlet and outlet scenarios are 0 5 4 0 8 0 and 9 3 m s inflows respectively with 2 0 8 0 8 0 and 18 m s outflows turbines working 24 hours per day which is a special case for this reservoir According to these scenarios the scenario for equal inlet and outlet flows was chosen as numerical stability calculation to determine the flow behaviour scenario 8 m s inlet flow and 8 m s outlet flow 4 2 Design of the technical measures Several numerical hydraulic models were prepared to reflect the best available measure to conduct the flow Cross sections geometry for the base conditions model were obtained from surveys made in 1997 The applied procedure to find the final solution is described here First the current situation was simulated numerically to determine the flow behaviour in the reservoir Some conclusions were obtained from the current situation results 1 the opposite shore of the rese
247. hute afin de d finir les hauteurs de chute brute de chaque variante A ce jour aucun profil transversal du Doubs pour le tron on concern de l tude n a t relev De ce fait 1l a t n cessaire d organiser ces mesures Ces mesures concernent 4 profils en amont de la chute et 2 profils en aval Par la suite ses informations seront utilis es pour l tude Projet de petite centrale hydraulique sur le Doubs Etude de faisabilit et de rentabilit hydraulique c est dire l tude de la variation du niveau d eau pour chaque profil en fonction des diff rents d bits 5 DESCRIPTION DE L ETAT INITIAL DU SITE DU MOULIN DU DOUBS 5 1 Informations g n rales Le secteur d tude se trouve sur le Doubs suisse sur la commune de Ocourt aux coordonn es 573 765 244 390 au lieu dit Le Moulin du Doubs La rivi re du Doubs prend sa source dans le Jura fran ais a Mouthe Il rentre en Suisse et fait une boucle par St Ursanne puis repart en France jusqu Verdun sur le Doubs o il se jette finalement dans la Sa ne Il parcourt ainsi 458 km d bit moyen Ocourt 33 3 m s 5 2 Informations sur le site L tendue d eau form e par accumulation derri re le barrage forme la retenue d eau Dans le cadre du projet du Moulin du Doubs elle s apparente a un lac naturel La rive droite de la retenue est occup e par le camping du Moulin du Doubs la berge y est consolid e par des enrochemen
248. hydraulique pour la production d lectricit en Europe de l Ouest au cours de premiere moiti du XXI siecle 2000 2050 Potential for long term hydropower contribution to electricity production in Western Europe during the first half of the 21 century 2000 2050 Mohamed Masmoudi SAIZONOU Etudiant cycle postgrade en am nagements hydrauliques session 2003 2005 Stagiaire LASEN 05 2004 11 2005 EPFL ENAC LASEN Batiment GC Bureau GC A3 434 RESUME La filiere hydraulique assure depuis tr s longtemps une part importante de l offre d lectricit en Europe de l Ouest Elle occupe la seconde place derri re le thermique classique dans la capacit du parc de production lectrique avec plus de 20 de la puissance lectrique totale install e et autour de 19 de la production Bien que son potentiel soit d ja largement d velopp dans la plupart des pays europ ens le r le de l Energie hydraulique dans la production d lectricit suscite encore de l espoir pour faire face la demande future dans un contexte marqu par des pr occupations li es d une part l environnement et d autre part aux impact du processus de lib ralisation du secteur lectrique La pr sente tude value le potentiel de contribution de Vhydraulique la couverture de la demande d lectricit au cours de la premi re moiti du XXI siecle La d marche suivie a consist a la collecte de donn es bibliographiques sur
249. iation of water level in the reservoir during the year GEOTEXTIL SCREEN _ SECTION 2 _ ROCKFILL DAM_ MAXIMUM LEVEL 1 804 7 masi SECTION 1 rn a AL 6 1 810 1 790 1 790 ARCH DAM 1 770 1 770 1 750 1 750 1 730 1 730 1 710 1 710 ELEVATION m asl 1 690 10 9 8 74 6 5 4 3 2 1 0 1 690 Distance from the Punt dal Gall dam km Figure 20 Location of the alternatives pervious obstacle and permeable screen 3 BASIC DATA FOR THE STUDY The Punt dal Gall dam forms a reservoir with two arms The topographical data for the entire reservoir was taken from a map 1 2 000 with elevation curves each 2 m This bathymetric map corresponds to the pre impoundment topography of the submerged valley 1970 In the vicinity of the dam a new bathymetry obtained in November 2003 1 500 was used The longitudinal average slope along the invert of the West arm of the reservoir is about 1 2 The hydrological basic data for this study s based on four representatives flood events The annual flood the highest flood ever measured in 1960 and the 100 years return period flood floods taken from the review of the initial basic hydrologic study performed by Elektrowatt in 1992 and the October 2000 flood event These floods have a peak time of 8h and a total time 48h An inflow hydrograph corresponding to a uniform spatial rainfall distribution was chosen This hydrograph suggested by Hager 1984 on
250. ic homogenous incompressible and linear elastic material It has been found that the degree of water saturation S is a unique function of capillary pressure p defined as p p p as well as p Klubertanz 2002 as seen in Equation 10 where all other unknowns are material constants SY s gt 10 en oe a 1 yo SP It should be remarked here that capillary pressure is just the negative of suction Fig 3 a another broadly used term in unsaturated soil mechanics For the special case when p 0 suc tionS p 15 100 Fine sand 3 a Z 80 a pa Set 410 ji gt pa kge 60 40 rd E 5F 5 E 20 z Po o E gt a i a 0 20 40 60 80 100 o 2 40 60 80 10 Degree of saturation S Degree of saturation 5 a b Figure 3 a Matrix suction versus degree of saturation for fine sand Fredlund amp Rahardjo 1993 b Relative permeability of water and air as a function of degree of saturation Brooks amp Corey 1964 Similarly the relative water solid or air solid velocity vi is governed by Darcy s law Kluber tanz 2002 T TS K T T we Pape 11 P 2 1 where z w a water and air phases p is a function of p exclusively and the coefficient of permeability K as 7 k K K pra 12 u where K is the intrinsic geometric permeability u the dynamic viscosity and k the relative permeability which in
251. idienne du marnage Limites cologiques limites d int gration le tron on du Rh ne entre la centrale et les restitutions est tr s touch obligation de le transformer en chenal technique La variante C situ e sur le site de Riddes et fonctionnant en bassin de compensation doit se doter de digues deux metres plus hautes que les autres variantes pour pouvoir r guler le marnage 4 3 Optimisation de la production hydro lectrique Le d bit restitu par la centrale tant dict par la gestion du marnage et la superficie donn e par la variante Il ne reste plus qu un param tre pouvant influencer la capacit de production du site la chute Etude de variantes d ouvrages a buts multiples en riviere Celle ci peut tre am lior e tout au long de l ann e par le biais d un largissement aval La solution envisag e consiste prolonger l Elargissement r alis au droit du barrage sur une longueur suffisante pour que celui ci influence la courbe hauteur d bit du fleuve a l aval et permette ainsi une augmentation de la chute tout au long de l ann e Un certains nombre d largissements sont pr vus au cadre de la Troisieme Correction du Rh ne et dans certains cas sur l emprise d une des variantes Le tableau suivant r sume les interactions de chaque variante avec la troisi me correction du Rh ne Elargissement pr vu a la Variante Site troisi me Possibilit d largi
252. iedlich Zum Lufteintrag tr gt die beobachtete Oberfl chenvergr sserung wesentlich zum Lufteintrag bei Mit den getroffenen Annahmen kann die Kontinuit t des Wasserfluxes nicht nachgewiesen werden 7 2 Verifizierung der Annahmen Die in Kap 3 3 getroffenen Annahmen seien kurz verifiziert 1 Es wurde nur f r M1F4 4 die Fliessgeschwindigkeit v 0 m s mit Lage bestimmt Die ge troffene Annahme einheitlicher Gemischgeschwindigkeiten konnte nicht widerlegt werden Bereiche geringer Korrelation deuten auf eine Abweichung dieser Annahme hin 2 Es konnte nicht widerlegt werden dass linear gemessene Luftkonzentration r umlich durch Summation bertragen werden darf Hingegen wurde in Kap 4 5 festgestellt dass die gemessene L ngslinienkonzentration der X Achse mit der Volumenkonzentration nicht gleichgestellt werden darf 3 Die Messwerte einer Sondenspitze erwies sich f r diese Modellbildung als ausreichend Je nach Zielvorgabe bleibt die Doppelsonde unverzichtbar 7 3 M glicher Nutzen Die gewonnenen Erkenntnisse verdeutlichen die Gefahren am Wechselsprung Bei Wasser sportunf llen besteht erst nach Unterquerung von ca 80 der Walzenl nge in Bodenn he eine reelle Chance sich aus der Walze zu retten Wer vorher auftaucht wird vom abw rts gezogenen rezirkulierenden Wasser erfasst und bleibt wegen des Auftriebes des eigenen K rpers in der Walze h ngen Die Luft bleibt nur bis zu ihrem Wendepunkt in Sohlenn he Selbst bei vo
253. ifferent boundary conditions including the supply of the system by upstream and downstream sources and by passing the vertical shaft as well as the horizontal conduit None of the mentioned conditions does affect significantly the system capac ity It appears that the downstream affluent does not change the water level in the vertical shaft A physical modification was applied to enlarge the orifice outlet of the shaft This modification shows a significantly improvement in the out flow up to 7 Numerical simulation indicate al most the same results as physical tests Finally it could be put in evidence that increasing the vertical shaft diameter can improve much higher the system capacity A diameter equal to 0 8m shows an improvement up to 100 for out flow compared to the initial state with diameter equal 0 6m However in order to obtain the final conclusion the proposed configuration should be also evaluated by experimental testing over physical model In spite of the difficulty to obtain a large number of measuring points in the experimental tests due to milky circulation of water in vertical shaft the results indicate some efficient solutions in improve the capacity of the Vignes d argent drop shaft 5 REFRENCES 1 Chanson H The hydraulics of Roman Aqueducts steep chutes cascades and Drop shafts Research report No 150 1998 2 Hager W H Head discharge relation for vortex shaft by M ASCE journal of hydraulic en gi
254. in Fig 1 below Its yearly sedimentation is estimated at about 775 000 m and mainly consists of silt and fine sand To evacuate the accumulated sediment from the reservoir flushing operations are performed every three years by SIG Services Indus triels de Gen ve These operations have a strong environmental impact especially in the region between Verbois and Chancy Pougny The objective of the study is to define the potential influ ences of a stoppage of the flushing operations on the backwater curves at Geneva due to long term morphological changes of the reservoir The following main items are addressed in this study e Effects on the water volume available for electricity production Backwater curves at the junction of Arve and Rhone The stoppage of flushing events should not significantly increase the local risk of flooding Influence on the control point pk8 2 Sewage treatment station of Aire pk8 2 is the ba sic control point for the water levels upstream of Verbois The modification of the bathymetry of the Rhone would lead to a change of the exploitation conditions of the barriers of Verbois and Seujet Long term morphological development of the Rhone River between Verbois and Chancy Pougny ip Passerelle 4 n pA de la ee e 4 Maes Sabu did isi net kisa ii PN TA Le We 4 Le vane ge Se ia Se ann Dam Auf alle 24 ira ANT ra Fig 1 Localization of the profiles and important points in the Ve
255. inly two kinds of problems due to stoppage of flushing at Verbois the inunda tion risk at Geneva and sedimentation problems of hydraulic structures near the dam The area near the junction urban part of Geneva has already faced inundation problems in the past Fig 15 below shows the existing situation of the water level and for normal floods as well as the expected water level after the equilibrium bed elevations on the long term are obtained i e after 20 25 years It is found that for the 50 year return period with the raised bed after 24 years there will be chance of flooding at the junction and for the other remaining scenarios the water level is within the range of acceptable values When allowing long term siltation of the reservoir this may have negative consequences in the area near the dam where are the existing intakes for the factory and for the fish pass and the bot tom outlet As shown in Fig 15 below the water level at the Junction exceeds the limiting value for discharges of 1000 m s or higher The problem can be treated by lowering the water level at Verbois during high floods With a lowering down to 367 m a s l at Verbois a water surface level decrease of about 20 cm is to be expected at the Junction This increases the critical dis charge at that location by about 100 m s The lower water levels result in a significant decrease of the water level at the Junction up to 60 70 cm less during floods Applying such low l
256. installations dont le debit nominal correspond un d bit atteint ou d pass pendant au moins 100 jours dans l ann e ce qui repr senterait pour le cas pr sent un d bit d environ 40 m s Une telle installation n est pas compatible avec le site On peut noter que plus la vitesse de l eau est faible moins grande sont les perturbations et les pertes de charges 8 2 Le d bit r siduel Selon la Leaux art 29 36 le d bit r siduel minimum est fonction du d bit Q347 art 31 Pour les variantes 1 et 3 on a Q347 5 m s ce qui donne Q 4 1 425 m s Pour la variante 2 il n y a pas de d bit r siduel car c est une installation sans d rivation au fil de l eau 8 3 La hauteur de chute 8 3 1 La chute brute On entend par hauteur de chute brute Hp l nergie totale disposition entre l entr e et la sortie de l am nagement Elle est donn e par la diff rence d altitude entre les niveaux d eau amont la prise d eau et aval la sortie de l am nagement 8 3 2 Les pertes de charge Les pertes de charge sont calcul es en fonction de la g om trie des ouvrages et des mat riaux utilis s Elles varient en fonction du d bit turbin On a les pertes de charge locales ou singuli res et les pertes de charge r parties ou lin aires 8 3 3 La chute nette La chute nette repr sente l nergie effective disposition de la turbine mesur e entre l entr e et la sortie de la machine E
257. ion Similar pattern follow in 2 D simulation also giving rise to excess pore water pressure or drop in effective stress and significant deformation of soil water interface The maximum excess pore water pressures or drop in effective stress developed at a particu lar time increase rapidly with respect to the depth of subsoil in the shallow depth zone and after some depth they cease to increase further For only 2 of air entrainment in the pore fluid the pore water pressure at 1 m depth has been observed to increase by around 75 its hydrostatic value which is tremendous Hence the fact that the presence of gas in bubble form in soils below the water level is happened to be natural especially in shallow water conditions should encour age to take such phenomena more into account than has been done in the past But due to the limited objectives of the present study and also due to the lack of sophistication in the capabili ties of Z_Soil PC for the numerical simulations of this type of problem the process of fluidiza tion could not be observed in this study as described by various researchers Acknowledgements This study is carried out as per the academic requirement of Master s Diploma Project for Master in Ad vanced Studies in Hydraulic Schemes at the Swiss Federal Institute of Technology Lausanne EPFL The author gratefully acknowledges Prof Laurent Vulliet head of the Soil Mechanics Laboratory LMS for offering this research to
258. ion der Flussbettneigung Jf Systemanalyse mit Retentionsberechnungen f r den Grimselsee und seiner Zufl sse Basierend auf den vorg ngigen Aussagen und aufgrund l ckenhafter Angaben betreffend die mittleren Korngr ssen d f r das Gebiet des Grimselsees wird f r den Zufluss zum Grimselsee mit einem Sedimentanteil und Geschiebeanteil von 20 f r den Fall Q gerechnet Dieser Wert ist eher konservativ Das Hydrogramm des Grimselsees Figur 4 wird f r die Simulationen f r den Fall Q um 20 erh ht und erreicht so einen Spitzenwert von 120 m s 6 2 6 Beschreibung der berechneten Varianten f r ein Hochwasserereignis von Q29 Bei der Auswahl und Definition der Varianten die f r den Fall Qo berechnet wurden ging es darum das m gliche Spektrum der Situationen die im definierten System im ung nstigsten Fall eintreffen k nnen auszuloten Zus tzlich galt es eine Betriebsweise zur Minimierung der Spitze der in die Aare abgeleiteten Flutwelle zu finden Dabei war zu beachten dass der Wasserspiegel des Grimselsees die Kote von 1872 m M nie erreichen darf Im Besonderen wurden Situatio nen berpr ft bei denen zum Beispiel einzelne oder mehrere Abflussorgane des Grimselsees versagten Varianten 201 208 Wie an anderer Stelle bereits erw hnt sind keine Pumpen oder Turbinen in Betrieb zum Schutz dieser Anlagekomponenten vor Erosionssch den durch den er h hten Anteil an Sedimenten Die Varianten Nr 201 bis Nr 208 sollen das Verha
259. ir la s curit d approvisionnement et une ad quation long terme de l offre la demande d lectricit La lib ralisation qui pr sente de r els risques de promouvoir la privatisation inqui te bien lorsqu on se dit que cette derni re rel ve plus souvent du court terme alors que la soutenabilit qu on recherche dans l approvisionnement lectrique rel ve du long terme 7 BIBLIOGRAPHIE The International Journal on Hydropower and Dams 2004 World Atlas amp Industry Guide 2004 Vries H J amp Roos C J Octobre 2003 Renewable electricity policies in Europe country fact sheets 2003 Energy research Centre of the Netherlands ECN C 03 071 Lako P et al 2003 Hydropower development with a focus on Asia and Western Europe Overview in the framework of VLEEM 2 Verbundplan ECN Policy Studies eurelectric 2002 Demand and Generation Prospects to 2020 synopsis of the European Electric ity Supply Industry europrog 2002 Matthes F C amp Timpe C 2000 Sustainability and the future of European electricity policy ko Institute Published by the Heinrich Boell Foundation Harrison G P et al November 2003 Climate Change Impacts on Financial Risk in Hydro power Projects IEEE Tran Power System 18 4 pp 1324 1330 Available via IEEEx plore website 190 Potentiel de contribution de l nergie hydraulique pour la production d lectricit en E
260. irming to S 1 S Combining Equation 3 4 amp 5 we get o i S p 1 S p 6 pg 0 6 The mass balance equations for the 3 phase mixture can be written as Klubertanz 1999 d 1 n p 2 St a n p v for solid skeleton SW W Me ns pv 0 for water phase 7 on 1 S p n ot where vi v and v are respectively the velocities of solid skeleton water and air phases ha Ss p v 0 for air phase Now dividing both sides of the equation for solid skeleton by the term p that for water phase by the term S p and that for air phase by the term S p and simplifying we get n OS n dp T D tee nS p 1 n v v 1 n 0 8 p 1 i n dS a op an V S dt p ot Spt While deriving Equations 8 amp 9 it is assumed that p is constant both in time and space n 1 S p 0 n vi I n 0 9 168 Behavior of submerged unsaturated soil under the effect of rapid drawdown and wave Constitutive laws or equations describe the interrelationships between or among state variables and material variables A constitutive equation for a given system allows the prediction of one state variable from others Constitutive relations for an unsaturated soil are to be created independently for all the three phases In each constitutive equation the stress state variables are p and p p Soil skeleton is assumed to be isotrop
261. it des transformations substantielles 130 Etablissement de la carte des dangers du Val Verzasca l aval du barrage de Contra 2 2 Modelisation hydrologique La connaissance de l hydrologie locale passe par une analyse de toute composante qui cr e faconne et transforme un hydrogramme de crue Dans le cas sp cifique du bassin versant de la Verzasca il est n cessaire d tablir un mod le en trois modules Le premier module a comme objectif de reconstituer une s rie de d bits la plus longue possible Les deux modules restants ont le but de moduler faconner et transformer r D a crue qui t transite travers le lac ne a Contra Figure 3 Mod lisation hydrologique du bassin versant du Val Verzasca L enchainement des trois modules donne vie au mod le hydraulique de la Verzasca Le pas de temps de cette simulation en continu est la s rie horaire Il est possible avec cette mod lisation d introduire le hy togramme et obtenir l hydrogramme qui sort des organes d vacuation des crues La propagation de la crue dans le secteur est quasi imm diate vitesse de propagation du plan d eau et tant donn le pas de temps horaire il n a pas t n cessaire d utiliser un logiciel sp cifique au routage des crues 131 Samuel FERRARI 2 3 Module hydrologique 1 Le mod le n cessaire la reconstitution d une s rie de d bits pas de temps constant se base sur le mod le
262. it diese in einer sp teren Phase unabh ngig weitere Simulationsrechnungen durchf hren k nnen Erarbeiten Anpassen und berpr fen der Modellierung zur Berechnung des hydraulischen Verhaltens im betroffenen Einzuggebiet des Grimselsees Dies beinhaltet Analyse der vor handenen Anlagen der KWO AG Sammlung der relevanten Daten Modellierung des Sys tems Kalibrierung des Systems berpr fung des Modells mit Plausibilit tsrechnungen Der Modellierungsumfang umfasst in 1 Priorit t das Einzugsgebiet des Grimselsees bis zum R terichsbodensee und die angrenzenden Regelelemente wie Grundablass Hochwasserentlastung und Turbinen wobei gewisse einschr nkende Massnahmen genau definiert werden In 2 Priorit t wird das Einzugsgebiet bis und mit Handeck f r die Modellierung ber ck sichtigt Basierend auf den Resultaten der oben erw hnten Modellrechnungen unter der Annahme eines 20 j hrigen Hochwassers werden Entscheidungsgrundlagen zu baulichen Aspekten erarbeitet Formulieren von Empfehlungen als Massnahmen zum Schutz der Baustelleninstallation vor berflutung Dieser Punkt stellt einer der Schl sselelement dieser Arbeit dar und ist von sehr grosser Bedeutung f r die KWO AG betreffend die vorbereitenden Massnah men Berechnung des Verhaltens der geplanten neuen Hochwasserentlastung auf der Seeufe regg Sperre unter der Annahme eines maximal denkbaren Hochwasserereignisses PMF mit Hilfe des Computer Programm Routing Sys
263. it to the cost However it should be mentioned that having the maximum benefit is the most important factor and it dominates the other two economic features For the special case presented in the following Figure the optimum choice for the design discharge would be 650 lit s which corresponds to the maximum annual benefit 250 000 Net benefit Production cost Jl TI 200 000 8 x S 150 000 U I gt S t 9 100 000 S m 3 6 Q F a 50 000 EA ee ag el fees Ged oy Rey ee ee L 5 0 Er a Va op ee ee ee eo ee m Ze E TTT EE 4 50 150 250 350 450 550 650 750 850 950 1050 1150 1250 1350 Discharge l s Figure 12 An example of final optimization result net benefit and production cost as a function of dis charge POPEHYE Ver2 2 Standardization of civil engineering works of small hydropower plants and development of an optimization tool 4 CONCLUSION Small hydropower plants have been recognized as one of the most important energy sources that can provide sustainable energy to remote rural communities or industries Civil engineering works of a small high head hydropower plant contain intake settling basin headrace canal or pipe forebay or surge tank and penstock The following conclusions have been achieved e Standardization of civil works has been established in order to obtain standard design charts and drawings for pre
264. iten in See Bei abgesenktem Seebecken str mt ein Hochwasser direkt ber diese Ablagerungen und reisst soviel Sediment mit wie nicht durch die Schubkr fte zur ckgehalten wird Dabei frisst sich der Fluss ein neues Bett Je tiefer das Seeniveau ist umso n her bei der Talsperre findet dieser Vorgang sein Ende Somit stellt sich die Frage wie gross der Anteil an Geschiebe ist und welchen Konsequenzen dadurch zu erwarten sind Nun gilt es den Anteil des Geschiebes zu berechnen Je nach Resultat ist zu mindest ein Sch tzwert zu bestimmen Das Resultat oder der Sch tzwert bilden die Basis f r die Begr ndung von allf lligen Massnahmen Es darf davon ausgegangen werden dass im Bereich ber 1800 m M kein Schwemmholz zu erwarten ist und daher nur der Sedimenttransport zu betrachten ist F r den Zufluss des Grimselsees wurde der Volumenstrom des Geschiebetransportes in Funk tion der Flussneigung J 0 01 bis 0 08 der mittleren Korngr sse d 0 001mm bis 0 5m der Fluss Breite B 5m bis 20m und des Strickler Koeffizientes K 25 m s und 30 m s be rechnet Absch tzungen f r den gesamten Sedimenttransport wurden nach der Methode von Schoklitsch und der Methode von Ackers amp White durchgef hrt Graphische Darstellung Analyse und Kommentierung der Resultate nach Schoklitsch und A ckers amp White Basierend auf den Berechnungsresultaten k nnen folgende Aussagen gemacht werden Die Variation des Strickler Koeffizienten K h
265. ituer dans la Thielle Il a t admis d entente avec le ma tre d uvre que la plage d utilisation pour le laminage des crues se situait entre les cotes 430 00 et 431 00 Cette tranche devant avoir un volume d environ 100000 m L tude a suivi la d marche suivante 117 Cedric FAVRE Etude g n rale de la plaine de l Orbe et historique des corrections r alis es Mod lisation du r seau hydraulique Etude des diff rentes mesures et donn es existantes pour la plaine de l Orbe Mise en place d un concept de protection contre les crues Synth se de l tude et proposition d une variante Le Mujon Point X Figure 1 Localisation de l tude 2 ETUDE G N RALE DE LA PLAINE DE L ORBE Par le pass de nombreux travaux de correction hydraulique ont eu lieu dans la plaine dont ceux de correction des eaux du Jura Les probl mes d inondations et de d bordements sont tr s 118 Protection contre les crues d Yverdon les Bains Am nagements hydrauliques Ouvrages de r tention et quipements fr quents et p nalisent fortement les rendements d une grande partie des terres agricoles de la plaine Les eaux de surface de la plaine de l Orbe proviennent de huit sous bassins versants Le r seau est d s son entr e dans la plaine enti rement canalis Il s agit De l Orbe du Nozon du Mujon et du Ru du Tedez en rive gauche Du Talent du Ru de Sadaz Ru d Epende et du Buron pour la rive droite
266. jet il correspond a la reconstitution de la crue du 8 06 96 et d estimer le d bit extr me cf fig 4 Rprojei Qooans 32m s limite de dommage EHQ Q o00ans 47m s limite de danger 2 3 D bits d etiages Les mesures de debits effectu es par le SESA ne sont connues que sur une p riode de 6 5 mois elles ont t relev es vers le passage sous les voies CFF chemin de fers f d raux Ne poss dant pas une p riode de mesure suffisante pour la d finition du d bit d tiage Q347 et en fonction des besoins du projet le classement des d bits journaliers a permis de fixer ce d bit d tiage 301 s Q330 2 4 Entrainement des terres La m thode choisie est largement r pandue pour le calcul des pertes de terres elle est connue sous le nom de USLE Universal Soil Losses Equation fig 5 Elle d pend principalement de l intensit de la pluie 1 Energie de la pluie E 210 89 logio i et E E 15x30 MODELE U S L E Er EixKxLSxCxP Er Energie rosive to ha K Fonction param tres du sol 0 25 LS Facteur topographique 2 7 C Facteur couverture du sol C et P varient selon le mois P Facteur type d exploitation 0 19 lt C xP lt 0 29 Fig 5 USLE Formula Rolle Ce mod le a t appliqu avec le r pertoire de pluies et apr s une analyse statistique les r sultats donnent une estimation des quantit s de mat riaux entra n s en tonnes hectares en relations avec
267. l tat naturel La protection contre les d bordements de ce secteur est assez simple il suffit de contenir les eaux dans un lit majeur cr par la construction d une petite digue sur la berge droite cf fig 13 L id e est de profiter de la topographie des lieux pour limiter les travaux d am nagements le long d un cours d eau existant qui est d ailleurs structurellement quilibr La digue peut tre r alis e en profitant des d blais du bassin de r tention ce fait repr sente un argument suppl mentaire a la justification de la m thode Les calculs hydrauliques ont t effectu s avec la formule de Strickler Ph i fy gt 777 Fig 13 Digue du Flon de Tartegnin Troncon Al Confluence de la Biguaire La confluence avec le Famolens provoque une courbe de remous mais ne pose pas de probleme particulier La gestion de la crue centennale sur ce tron on sera assur e avec un rehaussement ponctuel de la berge de gauche 50cm A l aval de l ouvrage de contr le le passage dans le ponceau sous les voies CFF provoque une courbe de remous vers l amont Ce ph nom ne influence les r glages du r gulateur mais ne remet pas en cause son fonctionnement Le ponceau CFF se met en charge partir d un d bit sup rieur la crue de projet d s 24m3 s Ce sera donc le cas pour la crue extr me sortant du bassin de r tention Qs max EHQ 28m3 s 8 INT GRATION PAYSAG RE 8 1 Etat actuel Le site est u
268. l study was two fold first for comparison with the results obtained by experimental tests and secondly to verify the hypothesis that enlarging the vertical shaft diameter enables increasing the system capacity To assess the behavior of the system according to the section widening of the vertical shaft its diameter was increased by step of 10 cm the initial diameter of the vertical shaft was 0 6m pro totype 3 RESULTS 3 1 PHYSICAL MODEL experimental tests Figure 5 shows the upper part of the physical model submitted to a discharge of 11 7 Vs model or 4 17m s on prototype This flow is the maximum capacity of the system at the initial condition The water level is at the limit of the overflow in both surge and vertical shafts It is important to notice that in the vertical shaft the water is extremely mixed with the air en trainment This flow introduces a real difficulty to measure the water level in the shaft Neverthe less the flow corresponding to the maximum capacity at the limits of the system could be observed pre cisely Vertical Shafts in Drainage Networks 2 Figure 5 Initial feature of the physical model with a discharge of 11 7 Vs 4 17m s on prototype a Boundary conditions initial geometry The tests performed with the initial geometry of the system under different conditions allows concluding on following points e When system is supplied simultaneously by upstream and downstream sources condi tion
269. l wurden f r diesen Fall die Modellgrenzen entsprechend erweitert Das bedeutet unter anderem dass zus tzlich sowohl die Speisung des Grimselsees ab B chli als auch das Sys tem des Gelmersees integriert wurden F r die Zufl sse wurden die entsprechenden Hydro gramme der Situation PMF benutzt Bei der Auswahl und Definition der Varianten f r den Fall PMF zu berechnen sind ging es darum sowohl das Verhalten der neuen Hochwasserentlastung auf der Seeuferegg Sperre zu untersuchen wie auch Informationen zum Verhalten der Wasser spiegel und der Abflussvolumen des Grimsel und des R terichsbodensees und des Volumen stromes in der Aare bei Handeck zu erhalten Drei Zust nde wurden simuliert In der ersten Va riante Nr 301 wurde angenommen dass alle Speicherbecken zu Beginn bereits ihr Stauziel 99 Carl Arthur EDER erreicht haben und die Abfl sse sowohl durch die ab Beginn ge ffneten Abflussorgane str men wie auch ber die Hochwasserentlastungsorgane erfolgen k nnen In der zweiten Variante Nr 302 kann die Entlastung nur ber die Hochwasserentlastungen erfolgen In der dritten Variante Nr 303 galt es zu bestimmen ab welchem Wasserspiegel die Speicherbecken in der Lage sind alle zustr6menden Volumen zu speichern 7 RESULTATE DER SIMULATIONSRECHNUNGEN 7 1 Resultate der Berechnungen f r ein Hochwasser von O9 w hrend der Bauzeit Die Resultate der Berechnungen wurden in Diagrammen f r den Grimselsee den R terichsbo densee
270. la r alisation d un projet quilibr en mati re de protections contre les crues et devrait permettre l ECF rolloise de finaliser leurs intentions Nyon le 25 ao t 2005 11 R F RENCES B Schenk SA Nyon Entreprise de correction fluviale de la region Rolloise Rapport technique Etudes hydrologiques juillet 2000 B Schenk SA Nyon Entreprise de correction fluviale de la r gion Rolloise Carte des dangers amp Espace pour les cours d eau janvier 2001 EPFL LCH Etudes postgrades en am nagements hydrauliques Prof J L Boillat Hydraulique de l ingenieur 1 11 1 14 2003 2005 EPFL LCH Etudes postgrades en am nagements hydrauliques Prof A Schleiss Protections contre les crues 5 32 5 34 2001 2003 EPFL LCH Etudes postgrades en am nagements hydrauliques Prof J L Boillat Protections contre 55 St phane BOVIER 56 les crues ouvrages transversaux points fixes 5 36 2001 2003 G Schmutz Lausanne Commune de Rolle Zones de protection des captages AUX EAUX Rapport hydrog ologique n L91 avril 1997 EPFL Institut d am nagement des terres et des eaux Hydrologie et am nagements ATE HYDRAM E Vez le Rupalet et son affluent la Gaillarde Hydrologie et hydraulique d cembre 1995 EPUL Laboratoire de g otechnique Etudes g ologiques et g otechniques de l autoroute Gen ve Lausanne Section
271. langsamerer Frequenz und impulsartig ein schiessend ein weiterer Luftwirbel der sich auf weite Distanz unterhalb des Wechselsprungs hindurch bewegt sich bei X 0 75 entspannt und sich teilweise st rker nach oben orientiert teilweise mit dem Wasser eher horizontal treibt 7 Nach dem Sprungende kann nur noch schwach eine rhythmische Bewegung festgestellt werden Vereinzelte Luftblasen bewegen sich auf und abw rts manchmal schien mir eine R ckw rtsbewegung beobachtet zu haben Vermutlich wird durch die Blasenentspannung 6 ein Unterdruck erzeugt der bis an diese Position zu registrieren ist Oberhalb 7 h ufen sich Luftblasen horizontal an bevor sie sich wieder zerstreuen 4 5 Unstimmigkeiten Unmittelbar nach Austritt des mit Luft angereicherten Gemisches aus der JetBox wurde das erste Profil aufgenommen und ein Luftgehalt von 43 ermittelt Das Verh ltnis der dosieren Luftbei gabe zur Wassermenge wies das Verh ltnis von 21 L s zu 87 L s bzw 19 auf hnliche Zah len liefert Versuch M4F4B Aus dieser Abweichung von ca 200 Messwerte eingestellte Ab flusswerte wird ersichtlich dass entweder vor dem Wechselsprung Luft und Wasser nicht dieselbe Horizontalgeschwindigkeit vorweisen oder die Messwerte falsch interpretiert wurden Es ist wenig Wissen vorhanden ber das Verhalten einer einzelnen Luftblase um die Sonden spitze im Umfeld vieler Luftblasen Lufttransport im Klassischen Wechselsprung Beobachtungen zum Lufteintrags
272. le Nul N gligeable Nul Positif N gligeable N gligeable Nul Positif Positif Figure 14 tableau de la synth se des impactes 13 1 3 Conclusion Le projet permettra d alimenter environ 500 m nages en nergie renouvelable La pr sence dans l installation d un clapet de s curit pour g rer les crues am liorera incontestablement la s curit des usagers riverains en amont de la digue Au niveau environnemental le projet n occasionnera pas d impacts significativement n gatifs La plupart du temps ceux ci seront temporaires li s l activit du chantier ou alors suffisamment faibles pour tre consid r s comme n gligeables De plus l int gration dans la construction d une passe poisson am liorera les d placements et les migrations de la faune piscicole d un des cours d eau les plus riche d Europe Aucune remarque relative l environnement ne s oppose donc la r alisation du projet 13 2 Installation de franchissement pour la faune piscicole Selon la loi f d rale sur la p che toutes les nouvelles installations hydro lectriques doivent permettre la libre circulation du poisson Actuellement ce n est qu en situation de crue importante que le franchissement de la digue est possible ceci toutefois seulement pour les poissons de grande taille et pr sentant une aptitude 41 Pierre Alain BOURQUARD 42 natatoire importante et dont le comportement migratoire coincide avec les hautes eaux t
273. le Elle a t croissance au cours de la p riode Fig 4 et 5 La capacit des petites centrales Fig 5 a connu une croissance relative plus importante que celle des grandes centrales cause du regain d int r t et de la promotion dont cette cat gorie fait l objet depuis quelques ann es La grande hydro a connu une croissance moins importante cause de l puisement du potentiel dans plusieurs pays La production hydro lectrique Fig 6 est fluctuante car tributaire de l hydrologie annuelle mais a eu une tendance moyenne la hausse au cours de la p riode comme l illustre la figure 6 La part relative de la fili re hydraulique dans la production d nergie fig 9 dans la puissance totale disponible Fig 8 a cependant d cru au cours de la p riode La production hydro lectrique est essentiellement assur e par les centrales conventionnelles de la cat gorie grande hydro P gt 10 MW comme l illustre la figure 7 O y O O O SCHE 82 Ya Ya d MW Gp O N N S 01101 N S PS lt i sS N Cy S N Sg S S S I T T T T T T T T T T T 1 ee o N ke N T N N BEER ISS5 HS rr Fr Fe Fre Fre reer re re NAN we i l i Capacite Hydro lectrique So N y gt oOo A o 9 N Q Capacit Centrales nucl aires DS D 8 D 8 8 Oy S S Capacite centrale Thermique classique weg g
274. le TWh an Figure 13 demande d lectricit Figure 14 contribution relative et production hydro lectrique a la couverture de la demande totale L exploitation des centrales hydro lectriques notamment celles 4 accumulation grace a sa flexibilit offre l avantage de stockage d nergie et le transfert de la production aux heures de pointe de la demande o le prix de vente est favorablement lev Ceci fait de hydro lectricit a accumulation la technologie de production de pointe par excellence et efficace pour la r gulation du r seau afin de minimiser les variations de fr quences Nous avons analys le r le de l hydro lectricit dans la couverture de la demande des heures de pointe Sur la base de la r partition historique de la puissance entre centrales accumulation et au fil de l eau et de la projection pour les prochaines d cennies r alis e par EUROPROG 2002 nous avons estim que 60 de la puissance hydro lectrique seront constitu s par les centrales accumulation et 40 par les centrales au fil de l eau Sur cette base la production des centrales accumulation a t estim e et sa contribution la couverture de la demande pointe analys e 497 GW 19 49 40 4 go 418 AS go 48 e O J m 4T 8 AT e O 8 46 vo j T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T T 1 PS i 10 NT OQONTOOVONTOOONTOQONT OQO x ge 2
275. leton the pore air and the pore water depending upon their relative compressibilities The pore air and pore water are not allowed to flow out of the soil and volume change occurs as a result of the compression of the air and to lesser extent that of water The compression of solid skeleton can be assumed negligible for the stress range commonly encountered in practice Compressibality of water e 4 58 x 10 1 ePa oO _ ER Compressibility of air weaior en mures Cow r s Cormpressibility Comprassibiliry dus os x 1 of weater to dissolving of uF portion air in water H 4 5 i 2 a 20 i 5 5 i 5 E Compressibility J of free air S Eri rigni 2 60 20 z e i 5 z Dao 202 6 kPa F a fi h 0 02 i 3 Ba 1 0 80 d En 1 0 f ji f s E i 100 ee 19 107 10 ig 10 10 A we 0 Comgressibilty 1 kPal Compressibiling ol air Ca 4 94 amp 10 1 kPa Figure 2 Compressibility of an air water mixture Fredlund amp Rahardjo 1993 166 Behavior of submerged unsaturated soil under the effect of rapid drawdown and wave The solution of air in water gives the effect that the soil is compressible The compressibility of an air water mixture can be obtained using the direct proportioning of the air and water com pressibilities The compressibility of the air portion is due to the compression of free air and the air dissolving into water The
276. liminary stage of a small hydro project e The standardization charts will help designers to evaluate easily and rapidly different alter natives of small hydro in catchment area according to head discharge and location The volumetric standard curves for different components of small hydro allow a first hand estimate of the total cost of a project by using locally available unit prices of civil works After standardization of all components of small hydro based on civil works the final volu metric curves and cost functions are implemented in an existing optimization tool called POPEHYE The program POPEHYE allows a step by step design and optimization for primary evalua tion of different alternatives for small hydropower plants e The main body of POPEHYE is based on economical analysis of different components of the project to select the optimum design discharge or hydraulic power for a certain head The present study aims at providing a general guidance with regard to the economical design and the practical realization of the most important components of a small hydro e This kind of efforts of standardization and optimization signifies a practical guideline for better realization and implementation of a small hydro project e With a well system arrangement of power plant structures new environmental impacts in a small hydropower project will be minimized ACKNOWLEDGMENT The study was carried out in the framework of the Europe
277. lle se calcule en d duisant de la chute brute les pertes de charges totales et l nergie cin tique r siduelle qui est perdue la sortie de la turbine On remarque que dans le cas d installation basse chute et notamment pour les 3 variantes les pertes dues la g om trie du canal sont infimes 8 4 Le choix de la turbine Le passage puissance hydraulique puissance m canique se fait gr ce une turbine qui est mise en rotation par le flux de l eau Le choix de la turbine se fait en fonction du d bit nominal Q et de la chute nette H Pour le projet du Moulin du Doubs avec un d bit nominal Q qui varie pour les 3 variantes entre 10 et 20 m s et une chute nette H entre 2 23 et 2 69 m on constate que selon les graphiques fournis par les constructeurs que la turbine est de type Kaplan Le choix du type d implantation est la turbine Kaplan bulbe double r glage pour la variante 2 car elle a comme avantages dans le cas pr sent d tre moins ch res lors de son implantation dans le cours d eau et galement plus discr te Pour les variantes 1 et 3 le choix est de type Kaplan verticale en chambre d eau double r glage car les travaux se font l ext rieur du cours d eau de plus pour la variante 3 on a besoin d un angle pour rejoindre la rivi re entre le canal amont et le canal de fuite 8 5 Le choix du g n rateur La puissance m canique est transform e en puissance lectrique par un g n rate
278. ller EPFL LME Lausanne Prof Anton Schleiss EPFL LCH Lausanne Analyse du comportement du barrage du Vieux Emosson sous charges sismiques Odila Yolanda Zavala Mora SBB Energie SA Zollikofen Suisse Jury Lyesse Laloui Vu Hieu Nguyen EPFL LMS Lausanne Jean Claude Kolly Forces Motrices Fribourgoises FMB Broc Prof Anton Schleiss EPFL LCH Lausanne 165 177 193 203 215 il 1V Standardization of civil engineering works of small hydropower plants and development of an optimization tool Standardisation des ouvrages de g nie civil des petits am nagements hydroelectriques et d veloppement d un outil d optimisation Mohammadreza Andaroodi Laboratory of Hydraulic Constructions LCH Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL Switzerland ABSTRACT Civil engineering components of a small high head hydropower plant are intake settling basin headrace canal or pipe forebay or surge tank and penstock Standardization of civil works has been established to obtain standard design charts including geometric and volu metric functions and also typical design drawings at the preliminary stage of a project The volumetric standard curves concrete volume reinforcement formwork excavation and backfill ing as a function of the design parameter like discharge allow a first hand estimate of the total cost of a project by using locally available unit prices of civil works The standardization charts will help
279. lnen X Stationen die Entwicklung der Luftkonzentration die im Weisswasser dargestellt d h zwischen hoo und ho 99 Ca 0 90 1 00 h_0 90 h_0 01 Weisswassertiefe Ca 0 01 0 000 2 o 0 10 0 20 3 4 5 60 0 70 0 80 3 a a o o oO oO Luftkonzentration Ca X 0 08 X 0 20 X 0 23 X 0 27 X 0 47 X 0 70 X 0 94 X 1 09 X 1 33 Bild 2 Luftkonzentrationsverlauf innerhalb der Weisswasserschicht an konstanten X Positionen Aus dem Diagramm kann auf eine rasche Konzentrationszunahme am Sprungfuss geschlossen werden X 0 08 Gefolgt von einem abrupten Konzentrationsr ckgang zeigt sich ein lokal er h hte Konzentrationsgehalt hze Danach strebt die Luftkonzentration relativ direkt gegen 90 Bereits an Position X 0 20 ist die lokale Konzentrationserh hung nicht mehr markant daf r tritt ber eine bestimmte H he eine Stabilisierung des Konzentrationsgehaltes auf bevor die Konzentration gegen 90 zu streben beginnt Bei X 0 94 sind nur noch die Stabilisierung und das Streben gegen 90 erkennbar Zur Erhaltung des Luftfluxes gilt die Beziehung hex y b Q f Ges Vehb d d 3 0 0 Im Anschluss an die Berechnung der Fliessgeschwindigkeit werden der lokale Luftkonzentrati onsgehalt und die lokale Geschwindigkeit miteinander multipliziert Im Bereich um X 1 tritt Lufttransport im Klassischen Wechselsprung Beobachtungen zum Lufteintra
280. lten aller M glichkeiten die durch die unterschiedlichen Zust nde offen zu der Ablassorgane denkbar sind zeigen Die Variante Nr 212 dient f r Aussagen f r eine optimale Betriebsf hrung w h rend eines Hochwasserereignisses Bei dieser Variante wurde der Abflussvolumenstrom durch die Abflussorgane des Grimselsees in mehreren Schritten ausgehend von der maximalen Leis tung bis auf Null reduziert Beim R terichsbodensee wurde der Grundablass nach 5 5 Stunden geschlossen Die Anfangszust nde sind f r die einzelnen Varianten in Tabelle 1 zusammen ge stellt Tabelle 1 Anfangswerte f r die Varianten Nr 201 bis 208 und 212 Variante GRI R BO GRI GRI GRI R BO Anfangs Anfangs Sp lstollen Umleitstollen Grundablass Grundablass Wasserspiegel Wasserspiegel m M m M 201 1865 1767 offen offen offen zu 202 1865 1767 zu offen offen zu 203 1865 1767 zu zu offen zu 204 1865 1767 offen zu offen zu 205 1865 1767 offen offen zu zu 206 1865 1767 zu offen zu zu 207 1865 1767 offen zu zu zu 208 1865 1767 zu zu zu zu 212 1865 1767 Anfangs Anfangs Anfangs Anfangs offen offen offen offen sp ter zu sp ter zu sp ter zu sp ter zu GRI Grimselsee R BO R terichsbodensee 6 3 Grimselsee mit erh hter Stauziel und einem Zufluss von PMF Weiter wurde ein maximal denkbares Hochwasser PMF untersucht und zwar zu einem Zeit punkt nach Abschluss der Bauarbeiten der Erh hung der Sperren des Grimselsees Im Vergleich zum Q Model
281. lvain Ferretti DIAE SECOE Aire Giovanni De Cesare EPFL LCH Lausanne 77 91 107 117 127 141 153 15 16 17 18 19 Behavior of submerged unsaturated soil under the effect of rapid drawdown and wave Sitaram Neupane Soil Mechanics Laboratory LMS Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL Switzerland Jury Prof Laurent Vulliet EPFL LMS Lausanne Fr d ric Mayoraz De C ren ville G otechnique Ecublens Prof Anton Schleiss EPFL LCH Lausanne Potentiel de contribution de l nergie hydraulique pour la production d lectricit en Europe de l Ouest au cours de premiere moiti du XXI si cle 2000 2050 Mohamed Masmoudi Saizonou Laboratoire des systemes nerg tiques LASEN Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL Suisse Jury Edgard Gnansounou EPFL LASEN Lausanne Prof Raymond Lafitte Ind pendant associ EPFL LCH Lausanne Giovanni De Cesare EPFL LCH Lausanne Neue Rhonewasserfassung Lonza AG Walliser Werke Visp Predrag Stefanovic BIAG Beratende Ingenieure ETH SIA USIC AG Visp Montreux Schweiz Jury Edi Luggen Lonza AG Walliser Werke Visp Hermann Salzgeber EnAlpin AG Visp Giovanni De Cesare EPFL LCH Lausanne Hydropower development within the context of electrification and export The cases of Laos and Nepal Sunil Thapa Electrowatt Ekono Zurich Switzerland Jury Fr d ric Laufer Electrowatt Ekono Z rich Stefan Ke
282. ly required when the headrace pipe is under pres sure The dimensions are obtained based on the assessment of water level fluctuations due to sudden closure or opening of the turbine and also influenced by the head losses and length of the pipe 2 2 6 1 Design criteria The forebay should provide enough storage of water for starting and regulation of the turbine It should be combined with an emergency spillway to be able to cope with occasionally occurring high inflow of water into the forebay or in the case of a sudden closure of the turbine For small plants the required total surface area of the forebay can be estimated as a function of design dis charge 5 There are different formulas for the minimum depth at the penstock inlet to avoid vortices and air entrainment In this study the Knauss formula has been considered 1 2 3 V h 2 D 1 7 E5 Where D penstock diameter m ha minimum depth m and V flow velocity in penstock m s For the design of the forebay depth a regulation reserve volume is considered above the nor mal operation level as a safe value based on experience 5 This volume should be greater than the rate obtained by multiplying the required time for the pressure surge to travel to the basin and back to the turbine gate to design discharge considering a safety factor of 2 The capacity of the lateral spillway is assumed two times the design discharge to keep a security margin The b
283. maxima passe a travers une analyse statistique des hydrogrammes obtenus par la simulation hydraulique L analyse fr quentielle est une m thode statistique de pr diction consistant tudier les v nements pass s caract ristiques du processus hydrologique afin d en d finir les probabilit s d apparition future Cette pr diction repose sur la d finition et la mise en oeuvre d un mod le fr quentiel qui est une quation d crivant le comportement statistique de ce processus Ces mod les d crivent la probabilit d apparition d un v nement de valeur donn e 3 2 Loi statistique La loi sur laquelle s appuie l analyse statistique des maxima hydrologiques est la loi de r partition statistique de Gumbel Pour que les valeurs de d bit puissent tre encadr es dans cette loi statistique on a recours des m thodes d ajustement et de distribution Nous avons test deux m thodes d ajustement La premi re se base sur les valeurs de maxima annuels de d bit qui sont ajust s par une fonction de r partition de Gringorten Dans cette m thode l occurrence de l v nement est annuelle et c est la valeur maximale enregistr e le long d une ann e hydrologique qui fait foi La deuxi me m thode se base sur l occurrence de N valeurs pendant r ann es ce type d v nement suit une fonction de r partition de poisson Cette m thode se base sur le fait que le d passement du niveau d eau des organes d vacuation de
284. me retenu 13 500 000 m a N Hauteur max sur Ne a fondation 45 m ee Longueur la cl 170 m oer a Largeur du gs J couronnement 4 0 7 0m SL Epaisseur la 7 4 base sous la cl 22 m Figure 1 Vue en plan de l ouvrage indication des axes definissant la geometrie Verticalement la forme du barrage est d finie a partir d un cylindre a directrice parabolique Au dessus de la cote 2 175 le parement amont est vertical Au dessous il pr sente un l ger surplomb avec une contre pente de 5 verticalement pour horizontalement 1 2 Description de l avant projet Atel PSW Vieux Emosson Le projet qui est a l origine de cette tude est celui du pompage turbinage entre les lacs existants du Vieux Emosson et d Emosson Figure 2 Il est l uvre du bureau d ing nieurs Colenco Power Engineering AG mandat par Aar amp Tessin Electricit SA L am nagement projet consiste relier la retenue du Vieux Emosson dont le niveau du lac varie entre 2205 m s m et 2185 m s m avec celle d Emosson dont le niveau varie entre 1930 m s m et 1815 m s m Ce projet permet de produire avec une puissance install e de 600 MW 1273 GWh an nergie de pompage de 1157 GWh an En phase de construction un drainage du massif rocheux provoquerait un tassement de la fondation du barrage poids vo te du Vieux Emosson Cela induirait une d formation permanente vers l amont avec risque de fissuration de
285. mentation en eau par l abaissement des niveaux du lac Pour cette raison et afin qu aucun poisson ne se retrouve pi g dans un chenal ass ch un pompage garantissant un d bit minimum sur le troncon altern cf figure 5 est pr vu On peut noter que pendant le fonctionnement secondaire aucun migrateur ne sera 4 m me de sortir de la riviere a poissons Ce mode de fonctionnement correspondant a des p riodes n exc dant jamais deux jours cons cutifs il a t apr s discussion avec des membres du projet Synergie en charge du volet concernant l cologie admis que les poissons pouvaient s journer le temps d un week end l int rieur de la rivi re Cependant pour que les poissons se trouvant dans le tron on altern ne s puisent pas remonter le courant celui ci a t dot de bassins de repos de dimensions mod r es Attraits de la passe Les poissons peuvent acc der la rivi re de deux fa ons diff rentes Par le biais de la connexion entre le Rh ne et la rivi re poissons l aval de cette derni re not sur la vue en plan A travers une passe bassins connect e au bassin de repos dont l attrait se situe au droit du rejet des turbines de la centrale not sur la vue en plan 5 ANALYSE MULTIOBJECTIFS Cette phase de l tude a pour but de d terminer la variante pr sentant le meilleur compromis entre tous les objectifs poursuivis Pour cela une note qualitative a t att
286. mestic consumption In to tal 19 projects with an installed capacity of 5 180 MW have been either licensed to potential de velopers or have been studied to some level Out of them 370 MW will be developed for domes tic consumption 2 1 2 Nepal Nepal opened up development of hydropower to private and foreign investment after Electric ity Act of 1992 was promulgated The policies and acts for both domestic and foreign investors are quite transparent As a result of this 25 5 of total installed capacity is owned by private sec tors By 2027 Nepal has planned to light 60 of households by grid supplied electricity The domestic demand of power is increasing at the rate of 10 annually and it is expected to rise by average 8 until 2020 The peak energy demand in Nepal Electricity NEA System in 2004 was 1814GWh and the corresponding peak load was 515 24 MW The energy required for the year 2020 is 7 933 GWh About 42 projects with installed capacity of 23 853 MW have been identified by different lev els of studies but they have not been classified by the purpose of domestic use or export like Laos has done No MoU exists between Nepal and India so far for the trading of power except the provision of exchange of power up to 150 MW 2 4 Comparison of Hydropower Related Strategy and Acts Having different political system in the two countries it is difficult to compare the acts and policies However whatever has been made public by both the countri
287. metimes due to physical economical or environmental rea sons the buried type is preferred The alignment of the steel conduit should be adapted to the to pographical condition When there is a longitudinal slope change in the penstock solid anchor blocks have to be pro vided to ensure that the resisting forces will not displace and damage the rigid pipe 1 Also consecutive support conditions are considered While the penstock exceeds a certain length ex pansion joints are provided to take into account displacements in the longitudinal direction caused by temperature differences and Poisson s effect Fig 9 The penstock wall thickness should be greater than a minimum value based on construction and experience gtz mhpp Figure 9 Examples of penstocks with supports and anchor blocks 2 7 1 Design criteria and standardized curves The most important part in design of a penstock is to select an optimum diameter having the minimum total cost over the technical life of the plant i e time of amortization First of all for each diameter annual energy losses are calculated and plotted according to head loss in pen stock and annual volume of water used for energy production The friction head loss is then cal culated by the Darcy Weisbach formula 1 h Lv 8 D 2g Where L length m f friction factor according to Colebrook White definition D diame ter m V velocity m s and h head loss m For each diamete
288. ms oa E VX Station au pont CFF E 3 2 PA Canal de la Papeterie 6 as O E ji ji ii l l 1 i l N N ji i E 0 50 100 150 200 250 300 350 Jours par an Figure 8 Courbe des d bits class es 7 PRODUCTION HYDROELECTRIQUE 7 1 Puissance install e Le d bit maximum turbinable consid r est de 2 3 m s il correspond au d bit maximum de la turbine existante de l usine de Favarger La puissance install e a t d termin e en tenant compte des hauteurs de chute selon le d bit total dans le canal soit 2 7 m s et non du d bit d quipement des deux usines 2 3m s Lorsque le d bit turbinable atteint le minimum de fonctionnement de la turbine 0 7 m s le by pass pour la d valaison des poissons est ferm et le d bit de 0 3 m s n est plus soustrait Lorsque le d bit du canal est inf rieure au d bit minimum turbinable l exploitation hydro lectrique cesse En fonction des d bits et de la chute brute la turbine propos e est une turbine de type KAPLAN Le rendement de la solution propos e est approximativement de 0 77 pour l ensemble turbine courroie g n rateur La hauteur de chute nette a t estim e 95 de la hauteur de chute brute La puissance totale install e de 103kW tant suffisamment petite les installations b n ficieront de l exception pr vue par la loi f d rale
289. n du dipl mant de nouveaux outils en hydrologie e L tude et le dimensionnement des ouvrages de protection du centre de la ville de Rolle comprenant les am nagements du Flon de Tartegnin l aval du trac de l autoroute Lausanne Gen ve et le bassin de r tention ainsi que les ouvrages annexes Une valuation financi re du projet en relation avec la diminution des dangers L int gration paysag re des quipements propos s 45 St phane BOVIER 46 1 3 Situation Le p rim tre g n ral du projet est confin par l autoroute au Nord les voies CFF et la ville de Rolle au Sud une zone habit e de moyenne densit a Est Le seul lien avec un cordon paysager se trouve du c t ouest utilis aujourd hui par l agriculture Hormis cette ouverture l ouest le projet est un havre naturel isol dans un milieu urbain En l tat le lien naturel qu il repr sente entre le lac et les versants de la c te est donc interrompu Emplocement des NF Am nagements Fig 1 Vue g n rale 2 SYNTHESE DES DONNEES HYDROLOGIE 2 1 Dossiers existants Les donn es de ce travail de dipl me comprennent les 2 dossiers suivants e Etudes hydrologiques tablies entre 1998 et 2000 un rapport technique un rapport de synth se et un dossier de plans Juillet 2000 e Cartes des dangers amp Espace pour les cours d eau Un rapport technique contenant les cartes proprement dites Janvier 2001
290. n m T Hauteurs D bits Orificef ns Hydrogrammes sortant m s limit 18 mis Niveau de ref Fig 6 Mod le Routing System Le mod le a t cal sur les donn es hydrologiques et sur les relev s du Flon de Tartegnin L objectif de cette tape est de d finir le volume de r tention n cessaire pour chaque v nement sachant que le d bit sortant ne doit pas d passer 18m3 s cf 2 5 Une fois ces volumes r pertori s 1l s agira de choisir un dimensionnement en relation avec les objectifs du projet L analyse porte sur toute la gamme de pluies de chaque fr quence 50 80 100 500 et 1000 ans en prenant en compte e La dur e D totale de la pluie e Le coefficient de forme de la pluie r position du maximum par rapport la dur e totale 49 St phane BOVIER 50 Etudes des Volumes D bit limit a 18 m s 43 7 Pluies Talbot avec T 100 ans selon IDF Lausanne 2 lt 16000 r N Voure 38 go00m3 Sn 14000 r 0 5 5 a Volume E 33 1200 r 05 a S 1000 Volume E z E 05 28 S F Volume 2 5 F 6000 r 09 z 23 5 er Volume Q100ans 4000 ae a De Se 2000 Plage 18 z r ama 0 2500 5000 7500 10000 12500 15000 0 5000 10000 15000 20000 Dur es s Dur es sec Fig 7 Relation Pluie centennale Volume Figure 8 Relation Volume Pluie Qyortant La relation Pluie Volume
291. n obtient l nergie produite en une ann e moyenne soit 463 MWh pour le total de production des deux turbines L exploitation est possible durant 306 jours sur 365 Les caract ristiques des deux usines sont les suivantes D bit maximum turbinable 2 3 m s D bit minimum de fonctionnement 0 7 m s Hauteur de chute nette maximum La Papeterie 3 55 m Favarger 2 37 m Hauteur de chute nette minimum La Papeterie 4 12 m Favarger 2 95 m Puissance maximum aux bornes La Papeterie 62 kW Favarger 41 kW Puissance totale install e 103 kW Production annuelle d nergie La Papeterie 275 000 kWh Favarger 188 000 kWh Production annuelle totale 463 000 kWh 7 3 Estimation des co ts Les prix sont estim s avec prudence sur la base d exp riences et d installations similaires Ils sont valables pour l ann e 2005 Les valeurs ont t obtenues par les ing nieurs de GEOS Ing nieurs Conseils SA et par des consultations aux fabricants de turbines Les co ts d investissement pour la r habilitation du canal de la Papeterie et sa remise en exploitation hydro lectrique par le re quipement des usines de la Papeterie et de Favarger sont r sum s dans le tableau suivant 162 Rehabilitation des usines hydro lectriques du canal de la Papeterie a Versoix Etude de faisabilit 1 Barrage a Remise en tat du barrage massif d enrochement et b ton tanch it limination des fuites 2 Pris
292. n significative du niveau d eau en amont de Mangfall un seuil en aval de la prise d eau a t jug comme n cessaire L tude physique pour obtenir la capacit optimale de la prise d eau ainsi pour optimiser le seuil a t effectu e Des observations ont t effectu es pour valuer le d p t des s diments devant la prise d eau Des recommandations pour l entretien appropri sont propos es 1 INTRODUCTION The existing flood mitigation downstream of the river Mangfall is not sufficient and is to be im proved In the closely settled valley area large surfaces and about 49 000 inhabitants are flood endangered The program Flood mitigation in the valley of river Mangfall extends over the en tire river basin of the river Mangfall The need for model study can be justified for this particular project due to the large variability of processes depending on the uniqueness of boundary conditions which prohibit adequate theoretical treatment of the problem Exact investigations at the Laboratory of Hydraulic and Water Resources Engineering Oskar von Miller Institute Obernach were employed for clari 107 Rumiana ENGEL fy ng the inflow conditions by investigating the discharge inlet rate into the Flood Polder in de pendence of downstream boundary conditions so as to enable its optimal use which guarantee safely passing of exceeding flows It is investigated the River Sill influence on the inlet dis charge rate into
293. n effective stress among various 1 D cases with the effect of varying Young s modulus of soil and bulk modulus of pore fluid respectively It is worthy noting that the excess pore water pressure is zero in all the cases when the pore fluid is incompressible Hence conclusion can be drawn that compressibil ity of pore fluid is the only parameter which can induce the evolution of excess pore water pres sure or drop in effective stress under the effect of rapid drawdown or wave loading Once the pore fluid is relatively compressible then only the effect of increased Young s modulus of soil comes into effect for the augmentation of excess pore water pressure It should be noted at this point that even if the compressibility of pore fluid is sufficiently high its effect is not well pronounced for very low Young s modulus of the soil 50 00 a 2 Max 44 987 Min 0 000 40 00 aay 8 oO Max 32 114 o 8 Min 0 000 30 00 oO oO 5 Qo A 5 20 00 oO p O A Qo 2 10 00 oO x LW Max 0 929 N l Min 0 000 0 00 N g 100 000 20 000 200 Young s Modulus kN m Figure 9 Evolution of excess pore water pressure for varying Young s modulus of elasticity of soil 50 00 Max 44 987 Min 0 767 in 0 76 40 00 a oO TD E oO 8 30 00 oO oO 5 D D A 5 20 00 4 oO oO A B 10 00 oO x Lu Max 0 000 Max
294. n vertical shaft diameter All the modifica tions can improve the system capacity Increasing the outlet orifice shows around 8 improve ment in out flow value which is almost the same as experimental tests However these results show that to improve the system capacity the more efficacy solutions could be increasing the vertical shaft diameter This increase can improve even up to 150 the out flow value of the sys tem This value is approximately equal to an increase of 6m s in out flow Finally it was ob served that the capacity could be enough improved by the diameter 0 8m since following this diameter not any overflowing was observed Vertical Shafts in Drainage Networks 180 p 7 160 140 120 m Modified orifice 100 m D 0 7 80 o D 0 8 60 o D 0 9 40 20 Increase of outflow 472 473 474 475 Water level in the source reservoir m Figure 8 Numerical simulation The rate of increase in outflow based on 1 increasing the orifice outlet surface from 28 99 cm to 43 24 cm and increasing the vertical shaft diameter from D 0 6m to D 0 9 m 3 3 NUMERICAL 3D MODELING Flow 3D A 3D model of the hydro structure Vignes d argent is divided into solids intake structure con duits no fluid and fluid regions where either water or air may be present The meshing and geometry a solution grid that conforms to the geome
295. n wie m glich gehalten werden kann Analoge Simulationen werden f r den Zeitpunkt nach Abschluss der Bauarbeiten f r ein maximal denkbares Hochwas ser PMF durchgef hrt Auch in dieser Situation wird gezeigt welche Betriebsweise als die Op timale bezeichnet werden kann 91 Carl Arthur EDER 92 1 EINLEITUNG Die KWO AG Kraftwerke Oberhasli AG verf gt ber Konzessionen die sie zur Nutzung des Wassers im Einzugsgebiet der Grimsel und des Susten berechtigen In 6 Stauseen und einem na t rlichen See werden vor allem die Hasli Aare und teilweise das Gadmer und Gentalwasser sowie das Urbachwasser mit ihren Zufl ssen gespeichert und seine potentielle Energie wird in 9 Kraftwerken zu elektrischer Energie umgewandelt Die Kraftwerke produzieren Band und Spit zenenergie und bernehmen auch die Frequenzhaltung des Kantons Bern Mit dem Ausbauprojekt KWO plus sollen in 5 Etappen die Anlagen der Kraftwerke O berhasli saniert und ausgebaut werden Das Ziel ist eine flexiblere Handhabung bei der Produk tion von Spitzenenergie und Regulierung vermehrte Umlagerung und Erh hung der Reserven sowie Erh hung der Leistung und somit der Energieproduktion Die dritte Etappe dieses Ausbauprojektes Figur 1 strebt eine Verbesserung der bedarfsge rechten Produktion an Die KWO AG ist im Sommer mit Wasser sehr gut bedient 90 des Wassers fliessen im Sommer Das Speichervolumen der sieben Stauseen ist heute so bemessen dass die neun KWO AG
296. nce Figure 2 R capitulatif des donn es sur les cours d eau 3 3 Le point X Le point X est un ouvrage tr s particulier permettant au Mujon et au Canal Occidental de se croiser Ce dernier passant sous le Mujon gr ce trois siphons Une partie des eaux des deux cours d eau peut tre d riv e en direction de la Thielle via le Canal du D versoir La capacit d coulement dans le canal occidental est directement influenc par le niveau du Bey La zone la plus sensible est celle situ e entre le point X et la confluence Bey Canal Occidental La courbe de remous d une crue de fr quence 30 ans suffit a elle seule a faire d border le Canal Les d bordement quasi annuels illustrent bien les probl mes de capacit et mettent en vidence la n cessit de trouver une solution permettant de s curis la zone 3 4 Le bassin de ski nautique Sur la base du plan r alis par le bureau Conus et Bignens le bassin a t mod lis en 3D grace au logiciel de SIT ArcView Cela a permis de calculer pr cis ment le volume a disposition Lorsque les profils en travers manquaient ils ont t d finis sur la base d un modele num rique de terrain calcul sur la base de mesures laser de toute la plaine avec une pr cision d environ 20 cm Sur la tranche de 1 m le volume disponible est de 113 000 m 120 Protection contre les crues d Yverdon les Bains Am nagements hydrauliques Ouvrages de r tention et
297. nce de la galerie 458 m tres de profondeur sont pratiquement similaires celles de l tape I cas b barrage fondation figure 8 2210 0 2205 0 2200 0 2195 0 2190 0 2185 0 T e Etape I Cas b 2180 0 barrage fondation 2175 0 7 Etape II barrage 21700 fondation galerie 2165 0 2160 0 2155 0 3 00 2 00 1 00 0 00 1 00 Compression Traction Oamont Oaval m s m N mm Figure 8 Comparaison des contraintes verticales a l amont avec ou sans galerie 4 ANALYSE DYNAMIQUE Le calcul dynamique des barrages est synonyme d analyse du comportement sismique car c est le seul effet dynamique qu il peut tre amen supporter On compte parmi les cas de charge les forces d origine sismique mais on les introduit sous forme de charge statique quivalente obtenue par multiplication de la masse de l ouvrage par le coefficient sismique l acc l ration 4 1 Simulation dynamique Th oriquement l effet global d un tremblement de terre sur un barrage ne peut tre valu que par une analyse dynamique et il est recommand d effectuer un tel calcul pour tout grand barrage situ dans une zone grande sismicit Les donn es sismiques n cessaires aux calculs sont des mouvements du sol de dur e de spectre de fr quences et d amplitudes d termin s Pour la simulation dynamique on utilise les m mes param tres
298. ne zone d utilit publique tr s fr quent e par les promeneurs Le caract re naturel des rives du Flon de Tartegnin et l espace bois situ sur l emplacement de la r tention semblent tre appr ci par les Rollois L id e du projet est de valoriser les am nagements en privil giant des mesures douces adapt es au paysage et a la faune du lieu Le lien entre le littoral et le lac tant coup la profondeur d eau les ouvrages et la situation du cours d eau ne permettent pas la migration des poissons Sur la base de ces l ments et quelques observations in situ il n y a pas ou peu de faune amphibie la colonisation des rives par la faune benthique est limit e par la qualit et la structure du cours d eau La flore existante est plut t de type bois Fr ne orme bouleau que forestiere compos e de quelques sous bois buissonnant noisetiers cerisiers cornouiller 33 St phane BOVIER 54 La partie sup rieure a conserv un espace suffisant et une v g tation semi naturelle Par contre la partie inf rieure est d structur e la v g tation des rives est pauvre parfois artificielle subissant la proximit avec les zones baties 8 2 Etat du sol et du sous sol Le petit vallon du ruisseau du Flon de Tartegnin est situ dans une zone alluvionnaire Le sous sol constituant l aquifere se compose principalement de sables et de graviers Les rives sont recouvertes par des limons argileux form s de
299. neering vol 111 no 6 June 1985 3 Boillat J L Pidoux H Puits de chute a vortex a entr es tangentielles 2000 4 Flow Science Inc User Manual Flow 3D 2001 5 Dubois J Boillat J L Hydraulic system Communication 16 Laboratory of Hydraulic Construction EPFL version 2 0 2003 Numerical Modeling of Hydraulics and Morphology of the Rhone between Geneva and Chancy Pougny Mod lisation num rique de l hydraulique et de la morphologie du Rh ne entre Gen ve et Chancy Pougny Krishna Prasad Dulal AquaVision Engineering Ltd Switzerland ABSTRACT The Rh ne River downstream of Geneva exhibits severe sedimentation since the construction of the Verbois dam about 12 km downstream of the city of Geneva The major tributary to the Rh ne River is the Arve River which flows from the Mont Blanc region in France towards Geneva at a very high gradient carrying enormous amounts of sediment The ex isting flushing system is based on a flushing every 2 to 3 years which proved to be efficient in terms of flushing of sediment volume However these flushing scenarios were found to have significant negative consequences on the ecology downstream of Verbois So it is being fore seen to stop the flushing operations on the long term Within this framework the present study focuses on determining the potential effects of a stoppage of the flushing scenarios on the mor phological equilibrium condition of the reservoir and on its dir
300. ng These small hydro projects not only have cheaper installation cost per kilowatt as com pared to all the other medium and large power projects developed by NEA but also are being helpful for rural electrification There is a similar success story of the projects developed by pub lic private partnership model and entirely private projects for the medium scale also However this pace of development has been slowed down now due to the political problem of Maoist in surgency within the country 210 Hydropower Development within the Context of Electrification and Export the Cases of Laos and Nepal 7 Findings and Recommendations 7 1 Laos 7 1 1 Findings Based upon the study conducted the following conclusions can be made Laos has internal as well as export market available for its hydropower Thailand at present and also for near future and Vietnam in the future are the potential market of Laos Yunnan Province of China and Myanmar are the competitor of market of Laotian hy dropower Thai power market s determined in terms of price of energy of Laos rather than the de mand of power in Thailand In the contrary to the policy emphasis on GMS grid development required initiative is not taken by Government of Laos 7 1 2 Recommendations The following recommendations are made for the further development of Laotian power 7 2 Thailand being the only market so far Laos should emphasize on diversifying its market e g Vietn
301. ngig bereits erl utert 103 Carl Arthur EDER 8 INTERPRETATION UND EMPFOHLENE MASSNAHMEN Aus den Resultaten der Simulationsberechnungen leiten sich Empfehlungen zu Massnahmen ab die aber 3 grunds tzliche Anforderungen wie Verhinderung der Verstopfung von Abflussorganen Schutz der Baustelle und seiner Infrastruktureinrichtungen Optimale Stromproduktion w hrend der ganzen Periode zu erf llen haben Die Empfehlungen nachfolgend aufgelistet sind 9 104 Festlegung des maximalen Stauziels in der Bauphase auf Kote 1865 m M Soweit wie m glich soll der Betriebswasserspiegel innerhalb der Spannweite zwischen den Koten 1850 und 1865 m M pendeln wobei der obere Bereich anzustreben ist Ab Eintreten von erh htem Sedimentanteil muss jeglicher Turbinen und oder Pumpbe trieb ab Grimselsee und R terichsbodensee eingestellt werden Ab Eintreten von erh htem Sedimentanteil muss jegliche Speisung des Gelmersees ab dem Grimselsee unterbrochen bleiben In Erwartung eines Hochwasser k nnen folgende Betriebsarten gew hlt werden 1 Wahl Betrieb der Turbinen von GRI 2 vom Oberaarsee zum Grimselsee 2 Wahl Betrieb der Turbine T1 von GRI 1 vom Oberaarsee zum R terichsbodensee Vorsorgliche Absenkung des GRI Wasserspiegels zu Beginn eines Hochwassers auf ein Niveau von 1855 1860 m M Vorsorgliche Wasserspiegelerh hung bei entleertem See soweit die aktuelle Bauphase es zul sst Bei Beginn eines Hochwassers s
302. ni mized and energy production is ensured even during the flushing procedure For the Biichi sys tem a separate flushing channel does not exist and the sediment flushing is done by drawdown of the settling chamber 1 Canal Grids Settling basin Weir iu Hydraulic system Flushing device Flushing channel Metal plates Canal Grids Weir c Flushing part and Flushing gate Diposition of sediments Figure 4 a Longitudinal view of a Bieri settling basin b Profile and cross section of Bieri settling basin c Profile and cross section of Biichi settling basin 2 4 1 Design criteria The maximum grain size of the sediments to be excluded determines the design feature of the sand trap As far as small hydropower schemes are concerned the design grain size of the set tling basin is typically 0 2 to 0 3 mm The length width and depth of the chamber must fulfill the following conditions 1 Standardization of civil engineering works of small hydropower plants and development of an optimization tool L gt 9 2 V B V lt V 3 L B lt 4 8 B lt 2 h typically 1 25 to 1 50h 5 Where L basin length m B basin width m Q design discharge m s Vp settling velocity m s Vr mean flow velocity in the basin m s h water depth in the basin m and V critical flow velocity in the basin m s Critical velocity of flow in the basin is around 0 2 m s and the empirical formula o
303. nm ssig lokalisiert Unterhalb dieser Stabilit t findet die Bel ftung oberhalb die Entl ftung statt Die zugeh rige Stationierung entspricht dem Messquerschnitt Durch Bild 3 wird die H henlage des berganges von Schwarzwasser zu Weisswasser bestimmbar Eine Kombination dieser Ermittlungen f hrt zu folgender Darstellung und Interpretation Ty ef s en D ee Er ee E ce babe Li L LLLLLLLLLLLELLLLLLE EL isch oo ua a Ca 10 Bereich horizontaler Stabilit t HI Bereich vertikaler Stabilit t Bild 6 Dargestellte Ortung der vertikal stabilen Bild 7 Interpretation von Bild 6 Luftkonzentration im Weisswasser Lufttransport im Klassischen Wechselsprung Beobachtungen zum Lufteintrags und Luftaustrags Verhalten 6 2 Diskussion Die visuellen Beobachtungen am Modell best tigen diese Interpretation Die beiden Kennlinien der Kontinuit t hxontinuitit und der oberhalb liegenden Rezirkulati onskante wurden mit den anfangs erhaltenen Plots verglichen zum einen weist die Rezirkulati onskante Parallelit ten zum geploteten Luftkonzentrationsverlauf auf und zum anderen weist der Zwischenraum dieser beiden Linien dort besonders erh ht schlechte Korrelationswerte auf Die Berechnung der Geschwindigkeit nach Hager W H 1992 von h om stimmt gut mit der Rezirkulationskante berein Unter Ber cksichtigung dass bei x und x oberfl chennah keine horizontale
304. nology 2001 a 3D numerical flow solver which provides solutions for the standard equations of continuity momentum and energy conservation on a non staggered grid by a finite volume approach The program also offers several possibili ties for its extension In this study the k e model was used in order to provide closure for turbu lence Routines were added to the program to take into account the settling character of the sus pended sediments and the erosion deposition at the bottom These implementations were realized with help of FORTRAN routines that were developed in LCH by De Cesare 1998 De Cesare et al 2001 and extended by Oehy 2003 2 TECHNICAL SOLUTIONS In this study two types of technical measures namely a submerged permeable rockfill dam and a permeable screen were outlined in order to try to stop the turbidity currents in the West arm of the reservoir and thus decrease the problem of sedimentation and its detrimental consequences on the critical parts of the hydraulic scheme The proposed technical measures follow ideas of Oehy 2003 They have both been validated in the laboratory flume Fig 3 Their possible lo cations inside the reservoir are shown in Figure 1 Figure 19 Flow over an obstacle above and through a permeable screen right in the laboratory Oehy 2003 Flow from left to right 2 1 Pervious rockfill dam This alternative consists in an implantation of a pervious obstacle in the upstream part
305. nse globale de l am nagement vis vis de la probl matique du marnage 65 Henri CIVIER 66 Production hydroelectrique Les debits restitu s par chaque am nagement tant d termin s par la gestion du marnage la chute disponible constitue le param tre principal permettant de distinguer les diff rentes variantes en terme de production d nergie De plus pour toutes les variantes l exception de la variante D la chute peut tre optimis e par le biais d un largissement du profil en travers du fleuve a l aval Le potentiel de production hydro lectrique a donc principalement t qualifi au travers de ce parametre en tenant compte d un largissement a l aval lorsque ce dernier tait r alisable Il convient de noter galement que certaines formes de r gulation du marnage variantes A2 et C limitent globalement les d bits pouvant tre turbin s par l am nagement cet aspect a galement t pris en compte dans la note attribu e Protection contre les crues Le passage d une crue constitue une situation de gestion exceptionnelle ot le plan d eau est abaiss pr ventivement et toutes les vannes ouvertes La capacit de protection contre les crues a t estim e a l aide du volume de r tention disponible pour chaque variante au sein de la retenue et des ventuelles zones d pandage Mise en valeur des milieux naturels L importance accord e a la mise en valeur des milieux natur
306. nt de la carte de danger est la base pour l introduction et le traitement des conflits entre le ph nom ne naturel et l am nagement du territoire La pes e des diff rents int r ts de nature cologique et d exploitation des ressources naturelles est aussi un facteur tr s important S1 le but atteindre est celui de prot ger la population des v nements naturels il est n anmoins possible de parcourir diff rents chemins pour atteindre l objectif A partir de l tablissement de la carte de danger s ouvre la discussion pour les objets suivants Capacit des digues Ouvrages d art Secteurs touch s par le danger d inondation et changement de leur affectation Consid rations li es l comorphologie du tron on Transport solide Interaction des ph nom nes naturels et entretien du secteur Ev nements passes et interaction avec le danger li la hauteur statique du lac Cette analyse du danger a pris en compte l hydrologie r gimes d coulement types de crues Vhydraulique capacit d coulement en m me temps celle ci a permis de comprendre que le transport solide du secteur est probl matique car iln y a plus d apports de l amont De cette valuation on a pu tirer des conclusions aussi bien concernant un coulement court terme que concernant des d veloppements long terme L tablissement de cartes de dangers est une condition pr alable indi
307. nzipskizze Schutzbecken mit Zufluss flussabw rts Bild 3 Variante 1 1 Hochwasser Qrjo Sandablagerung vor der WF Ah 1 20 m 198 Neue Rhonewasserfassung Lonza AG Walliser Werke Visp Das Ufer flussabw rts wird um 5 70 m auf einer L nge von ca 10 m zur ckgesetzt Die beste hende Querwand wird vollst ndig entfernt Eine neue Betonwand h 2 80 m am Rande des Rho neufers parallel zum Abfluss wird gebaut Diese Wand hat die Funktion den Eingang der Was serfassung v llig von Sandablagerungen zu sch tzen Dies erlaubt einen freien Wasserfluss ins Vorbereitungsbecken ohne Mitnahme der Geschiebe oder Schwebstoffe Aus dem numerischen Modell ist es ersichtlich dass auch bei dem Hochwasser Q 380 m3 s das Wasser in die Fas sung zustr men kann 7 3 Variantengruppe 2 Schwimmende Wasserfassung von der Oberfl che Die Rhone in Visp ist mit grossen j hrlichen und t glichen Niveauvariationen gekennzeichnet Der Fluss ist periodisch Geschiebe und starken Schwebstoffkonzentrationen ausgesetzt Wasser fassungen an der Sohle von einem solchen Gew sser sind st ndig unsicher und sehr teuer im Be trieb Eine wirksame Alternative zur festen Fassung bildet eine neu entwickelte Technologie die auf ein Wasserfassung an der Oberfl che konzipiert ist Es handelt sich um eine innovative L sung mit vielen Vorteilen die f hig ist bis zu 40 000 m Std zu pumpen Solche Anlagen ben tigen keine Bauwerke oder Anlagen f r die rtlichen Anpa
308. o reduce water sediment laden flow entering the western part of the lake and second is to link the inflows from the two galleries outlets to wards the water intake The following measure was proposed Firstly is to reorientate the galler ies outlet walls towards the water intake of the hydroelectric power plant Secondly to construct 19 Islam M AWAD 20 artificial islands following the thalweg line with piles 2 meters below the minimum operating water level 680 7m a s 1 combined with outlet gallery newly aligned walls The partial measure depending only on reoriented guide walls needs to be discussed due to its contradictory results Simulations with a neutral massless flow tracer over the same reference time have been performed in order to compare the efficiency of the proposed solution compared to the actual situation This measure with flow tracer achieves 36 efficiency from water outlet galleries towards the water intake but the velocity magnitude field shows prominent velocity dis tribution towards the west part of reservoir which is not desirable The combined solution shown in Figure 9b and Figure 10b limits the flow escape to the western part of the lake and it gives higher efficiency Ad a b Figure 9 Flow velocity magnitude field of the a actual situation b Proposed measure with submerged guiding walls Velocity scale from 0 0 to 0 4 m s Figure 9a and Figure 10a present the evolution of flow distribution r
309. of geometric and volumetric design charts will be presented After estimation of the volume of all civil works for different structures concrete volume rein forcement formwork excavation and backfilling the designer will obtain the cost function ac cording to the unit prices which will be used later on in the optimization process 2 1 Water intake Intakes are defined as structures to divert water into a waterway such as a headrace canal or a pressurized conduit leading to the power plant A water intake must be able to divert the re quired amount of water into the conveyance system without producing a negative impact on the local environment and with the minimum possible head loss Its design and location are based on geological hydraulic and sediment management and also on structural and economical consid erations The water intake should be equipped with a trashrack to minimize the amount of debris and sediment carried by the incoming water The Tyrolean or drop intakes are commonly used for small and steeply sloped mountain rivers with reliable rock foundation 1 This type of intake used in the absence of a reservoir consists essentially of a channel built in the river bed stretching across it and protected by a trashrack with a sloping face oriented in the direction of the river flow Fig 2 A small basin is normally excavated in the upstream river bed to produce a more regular and turbulence free subcritical approach of the flow
310. ollen die Abflussorgane des Grimselsees degressiv in Be trieb sein Es soll ein Alarmierungskonzept erstellt werden den folgenden Themen ist besondere Be achtung zu schenken meteorologische Vorhersage zu erwartendes Hochwasser Zeit und Volumenstr me Wasserspiegelschwankungen Zeit und H hen erforderliche Massnah men R ckmeldungen Meldestellen Erfassung der betroffenen Personen Vor Beginn der Arbeiten im 1 Jahr soll der Grimselsee im Bereich der Abflussorgane aus gebaggert werden das Profil genau vermessen werden und die Abflussorgane sind in ca 5 m H he zu berdachen Nach Abschluss der Arbeiten soll der GRI im Bereich der Abflussorgane noch einmal aus gebaggert werden Generell ist f r jede Bauphase ein Stauziel zu definieren Wahl einer Betriebsweise die es erm glicht dass Reservevolumen rechtzeitig bereitge stellt werden k nnen Generell ist ein eingeschr nkter Betrieb der direkt betroffenen Anlageteile m glich Allgemeiner Betrieb nach Abschluss der Bauarbeiten Sobald extrem grosse Hochwasser f r die n chsten Tage zu erwarten sind so m ssen um gehend angepasste Massnahmen wie vorsorgliches Absenken des Wasserspiegels des Grimsel und des R terichsbodensees zur Entlastung eingeleitet werden WEITERE M GLICHE SCHRITTE OFFENE FRAGEN Das Computer Programm Routing System II weist einige kleinere Unvollkommenheiten auf die bei einer Revision oder Erg nzung zu eliminieren sind was entsprechende Erg n
311. on par l analyse de plusieurs Protections contre les crues de la ville de Rolle Ouvrages de r tentions amp Equipements variantes soit par un orifice simple soit des quipements m caniques La solution la plus efficace est un r gulateur de d bit a double diaphragme Sch matiquement en voici sa conception LH max o o oo r glable 7 06 courant sup rieur ES peut tre chang j 5 9 n 7 NT courant if inf rieur 5 i ty Ae ees J MT CN WADND Fig 9 R gulateur Nill DB 0 50 100 En substance ce systeme permet de limiter le debit sur une certaine plage de hauteur comme indiqu sur la fig 9 En le comparant avec la solution par orifice il induit une conomie d un peu plus de 7 sur le volume de r tention 5 3 Le deversoir Le d versoir est situ a l aval de l ouvrage de contr le entre la r tention et le cours d eau Il fonctionne dans les deux sens soit il remplit le bassin de r tention soit il le vide De maniere a l int grer dans les berges du cours d eau il sera r alis en terre avec un seuil pais et les bords sont des talus de Im 2m Du point de vue hydraulique il fonctionne soit en d versoir noy ou d noy Hi H2 ae a ye ue Gare Cd Ce Sb 2 Hin ou C H AVEC Hager 2 um E E 5 Yi Rae Y OU Sa 2 Home J CHiN David A 31 Da VY Fig 10 D versoir 5 4 Modele num rique Le logiciel Routing System ne pe
312. ortunit d utiliser au mieux le potentiel nerg tique du fleuve et de cr er un axe de d veloppement touristique Au cours de cette tude les d tails conceptuels n cessaires caract riser et assurer la faisabilit des am nagements tudi s seront donn s De plus la variante pr sentant le meilleur compromis parmi tous les objectifs poursuivis sera retenue et conomiquement valu e 57 Henri CIVIER 58 1 INTRODUCTION Cette tude de variantes s inscrit au cadre du projet de recherche Synergies possibles pour des am nagements hydrauliques a buts multiples qui vise a d velopper des conceptions innovantes ainsi que des m thodologies et strat gies permettant l analyse des synergies offertes par de tels am nagements Le paragraphe suivant est extrait de la demande de subside dudit projet La d marche envisag e consiste r pertorier l ensemble des param tres li s ces ouvrages en analyser et en quantifier leurs interactions r ciproques et les mod liser en un m me syst me Le Rh ne avec ses importants travaux li s sa Troisi me Correction servira de base pour les cas d tude La pr sente tude se place dans ce contexte et tente au travers d une analyse multicrit re de chaque variante de d terminer la variante pr sentant le meilleur compromis vis vis de tous les objectifs poursuivis En priorit un concept d am nagement hydro lectrique classique ayant po
313. ower development strategy Policy e Identification of export markets e Study of role of Independent Power Producers IPPs in export of electricity and domestic electrification e Study of challenges in development of Hydro power projects e Case Study of ongoing projects in both countries e Lessons that can be learnt from each other 1 2 The Context The mainstay of the people in both countries is agriculture and national economy is also based upon agricultural products Table 1 below gives the comparative indicators of the countries un der study Table 1 Socio Economic set up Description Laos Nepal Population 5 22 Million 1999 23 2 Million 2001 Urban Population 20 14 Population growth rate 2 4 2 24 Population density 26 Sq Km 197 sq Km Literacy Rate 60 40 Population below poverty line 30 31 GDP Per Capita US 342 US 240 Population dependent on Agriculture 80 80 Contribution of Agriculture in GDP 49 4 37 Pop with access to clean drinking water 50 712 The following table gives the insight of level of development in hydropower sector of the two countries Table 2 Comparison of Data Related to Electricity Description Laos Nepal Economical Hydropower Potential 18 000 MW 43 000 MW Total Installed Capacity 692 1 620 7 MW Hydro 676 1 MW 564 MW Studied Potential 5 435 MW 23 853 MW Per Capita Consumption 100 kWh 66 kWh Electrified Population 41 40 Average Tariff 4 87 US cent
314. ph nom nes de relever et montrer des correspondances et de les v rifier Les ph nom nes qui se r p tent aupr s du ressaut hydraulique pr alablement enrichi avec air ont t observ s et d crits Entre autre les l ments suivants ont t calcul s et repr sent s la concentration de l air dans la section et son volution travers le ressaut hydraulique la distribution l int rieur des eaux blanches et les distributions de v locit de m lange On a pu reconna tre et localiser dans le ressaut mesure MI des couches avec une commune concentration d air 1 EINLEITUNG Die VAW setzt sich seit l ngerer Zeit mit Kavitationssch den auseinander und f hrt in diesem Zusammenhang hydraulische Untersuchungen aus Der Luftgehalt im Wasser beeinflusst den Kavitationseffekt massgebend weshalb der Luftein und Luftaustrag mit unterschiedlichen Me thoden untersucht wird Zur Grundlagenerfassung z hlt denn auch die Untersuchung des Luft transports im Klassischen Wechselsprung Der stabile Klassische Wechselsprung findet sich zwischen F 4 5 und F 9 0 ab F gt 2 5 befin det sich dessen Ausbildung im bergangsbereich Der Klassische Wechselsprung wird definiert als Wechsel des Fliesszustandes fl ssiger Materie vom schiessenden zum str menden Zustand 23 Felix BOLLER 24 im horizontalen Rechteckkanal unter Beibehaltung der Fliessrichtung und der konstanten Was sermenge mit Verbindung von nat rlichem Luftein und Lu
315. pic and for his inspiratory guidance The author owes a lot to the LMS which pro vided finance and facilities during his study at EPFL References Davis M Et al 2003 Hydraulic failure and soil structure deformation due to wave and drawdown load ing Oregon Proceedings of the Coastal Structure Conference Fredlund D G amp Rahardjo H 1993 Soil mechanics for unsaturated soils New York John Wiley amp Sons Klubertanz G et al 2002 Experimental validation of the hydro mechanical modeling of unsaturated soils Lisse Swets amp Zeitlinger Klubertanz G 1999 Zur hydromechanischen Kopplung in dreiphasigen por sen Medien Modellbildung und Anwendung auf die Ausl sung von Murgdngen Lausanne EPFL Doctoral thesis No 2027 Kohler H J amp Koenders M A 2003 Direct visualization of underwater phenomena in soil fluid inter action and analysis of the effects of an ambient pressure drop on unsaturated media Madrid Journal of Hydraulic Research IAHR Vol 41 No 1 pp 69 78 K hler H J et al 1999 Fluidization and deformation of submerged soil due to fluctuating water level Amsterdam 12 European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering Lu N amp Likos W J 2004 Unsaturated soil mechanics New York John Wiley amp Sons Vulliet L 1986 Mod lisation des pentes naturelles en mouvement Lausanne EPFL Doctoral thesis No 635 175 176 Potentiel de contribution de l nergie
316. plain and the banks along the river covered with thick vege tation are subjects to calibration as well According to the above described procedure for calcu lating model roughness one has 109 Rumiana ENGEL 1 o k XR ne p 8X gxR The ground surface coefficient of roughness surface is aresult from the following equation S i ee 2xlog R Where the equivalent sand roughness of the ground sur di 14 84 face k is assumed k 0 002 m valid for concrete According to DVWK Merkblatt 220 1991 Hydraulische Berechnung von Fliessgew ssern German instruction 220 1991 for Rivers hydraulic computation otal Aae Aire Having the two coefficients of roughness and Aie Aie is the only one unknown parameter According to same instructions the mentioned getation 18 Calculated by using P ho 4XC x where a xa C 1 5 The diameter of the wooden cylinders dp m their height h m the horizontal dis tance between the centres of the blocks a m and the vertical distance a m are assumed For the three types areas with various coefficients of Strickler three different sizes of wooden cy lindrical blocks were calculated They were arranged at different distances for the three cases The calculation has been done for wooden blocks arranged in square form For purpose of not influencing the flow direction and respectively obtaining of disturbed results the wooden blocks have
317. port Der Geschiebetransport kann bei der Fassung zu Sedimentation und Erosion f hren Das Geschiebe wird vor dem Eingang zur Wasserfassung in Form einer Sandbank deponiert Dies ndert die Flussbettform den Fliesswiderstand und den Abflussquerschnitt der Rhone wodurch auch die Ge schiebetransportf higkeit reduziert wird Die Ablagerungen beim Fassungseingag wirken als Rauhigkeits element und beeinflussen direkt den Fliesswiderstand Eine Erosion wurde im aktuellen Zustand nicht festgestellt Bei der Erstellung des neuen Projektes muss durch die entsprechend angepasste Geometrie des Bauk rpers Betonscheiben der Auskolkungsgefahr Rechnung getragen werden 194 Neue Rhonewasserfassung Lonza AG Walliser Werke Visp 5 ZIELE DER SCHUTZMASSNAHMEN Die Schutzziele beinhalten grunds tzlich Schutz vor Hoch und Tiefwasser Im speziellen Schutz vor Ab lagerungen von Geschiebe Schwebstoffen Geschwemmsel und Eis Sch den an der Installation der Wasserfassung sind nicht akzeptabel und m ssen sicher ausgeschlossen werden Es muss eine 100 ige Funktionalit t der Wasserfassung auch in Gefahrensituationen sichergestellt sein Die Massnahmen zur Gew hrleistung obiger Kriterien sind aus wirtschaftlicher Sicht zu optimieren und die Restrisiken sorgf l tig zu pr fen 6 HYDRAULISCHEN UND FESTSTOFFANALYSEN 6 1 Hydraulische Analyse F r die Simulation werden mittlere Hoch und Niedrigwasserabfl sse mit folgenden Wieder kehrperioden T 2 5 1
318. port solide vers le lac Par contre l abaissement constant du lit est du point de vue de la s curit face aux crues tr s positif court terme Il est par contre vident que sur le moyen et long terme l rosion constante e non contr l e du lit a toutes les chances de provoquer des effets n gatifs surtout pour ce qui concerne la stabilit des digues des berges et des ouvrages La forte arborisation des rives a comme effet positif celui d viter priori l effet d rosion des berges par la stabilisation des racines et par la diminution de la vitesse de l eau sur la surface v g tale cette diminution de vitesse est par contre n gative car le niveau d eau augmente consid rablement 134 Etablissement de la carte des dangers du Val Verzasca l aval du barrage de Contra 4 3 Mod lisation du secteur Figure 4 Mod lisation hydraulique du secteur d tude de Tenero et Gordola La mod lisation hydraulique du secteur d tude se fonde sur plusieurs param tres Pour introduire des donn es morphologiques du secteur d tude dans un modele hydraulique il est n cessaire de transformer les donn es de terrain dans les l ments n cessaires a la simulation hydraulique c est dire les sections hydrauliques et le profil en long Les param tres g om triques du secteur sont saisis l aide du mod le num rique du terrain de la Verzasca ce mod le est tr s pr cis mais il d crit la situation avant l
319. pprovisionnement nerg tique de la collectivit de reprendre les surplus d nergie produits partir d nergies renouvelables m me si la production n est pas r guli re Les tarifs de reprise se fondent dans ce cas sur les prix applicables l nergie quivalente fournie par les nouvelles installations de production sises en Suisse La r tribution pour les petites centrales hydrauliques dont la puissance ne d passe pas 1 MW de puissance hydraulique moyenne brute est de 15 cts kWh minimum 14 2 Le calcule du chiffre d affaire Le calcule du chiffre d affaire du projet se fait selon les tarifs du distributeur local soit la r tribution normale et la prime de disponibilit Un facteur important doit tre pris en compte lors du calcul du chiffre d affaire c est la r partition de la production entre le semestre d hiver et le semestre d t Pour la rivi re du Doubs et la grandeur de installation d bit nominal en fonction du d bit moyenne du cours d eau on admet une r partition de production de 55 en hiver et 45 en t valeur avec s curit et d favorable pour le chiffre d affaire brute Tableau recapitulat Niveau stable Niveau non stable Puissance max mesur 320 KM 371 KM Production E 1976076 kh 2348363 KM Puissance mm 226 KM 266 KW Production hiver 7 55 76 55 2 Production t Ps 45 45 Revenu Sfr SFr 284019 SFr 337186 Disponibilit Sfr SFr 497154 SF
320. que Les directives tablissent aussi le traitement des donn es obtenues par les analyses hydrologiques et hydrauliques et la codification du danger par des couleurs qui d finissent un degr de danger A chaque situation de danger correspond un comportement pr cis du point de vue de l am nagement du territoire 5 2 Degr s de danger Deux param tres pour chaque type de danger sont fix s pour graduer l importance de la menace Vintensit et la probabilit fr quence ou p riode de retour Ces param tres sont traduits en degr s de danger selon le diagramme intensit probabilit repr sent ci dessous On diff rencie trois degr s de danger repr sent s par les couleurs rouge bleue et jaune Par la m me on entreprend pour la protection contre les crues une v rification de la situation des dangers d coulant d v nements tr s rares mise en vidence des dangers r siduels Les surfaces concern es sont repr sent es par des hachures jaune blanc L effet dommageable sera d crit pour le ph nom ne de l alluvion due la Verzasca et chaque degr de danger C est chaque fois le degr de danger le plus lev g n r qui est consid r comme d terminant Diagramme n ensti probabibt diagrams ces depis de career a La forte ei E moyenne a blane ou E faible hachur jaune blane lev e moyenne faible tr s faible PB ro ba bi 1 t Figure 6 Diagramme des degr s de dan
321. que et conomique La figure suivante illustre les crit res d valuation d un am nagement hydro lectrique Figure 1 Crit res d valuation d un am nagement hydro lectrique Source Prof Dr Anton SCHLEISS Techniquement r alisable Projet d un am nagement F i Economiquement justifiable hydroelectrique Ecologiquement defendable 4 3 Methodologie suivie dans le present travail Les donn es sur les potentiels ont t tir es de la revue Hydro power and Dam WAIG 2004 Afin de pouvoir exploiter cette base de donn es la d marche a t simplifi e comme suit Estimation du Potentiel Pratique a Collectes de donn es chiffr es sur le potentiel technique total de chaque pays b Collectes de donn es sur le potentiel qui est d velopp l ann e de base ici l an 2000 c D duction du potentiel technique non encore exploit d Int gration des informations relatives aux d cisions politiques d favorables la poursuite des am nagements hydro lectriques de grandes tailles et de la cr ation de retenues d eau e Prise en compte de la tendance historique du d veloppement de la fili re hydraulique dans chaque pays f Prise en compte des strat gies de d veloppement futur des nergies renouvelables et de l avantage comparatif des sources d nergie primaire renouvelable pour la production d lectricit g Estimation du potentiel pratique 1 e le potentiel
322. r 60 334 Total revenu Sfr SFr 333173 SFr 39750 Figure 15 tableau r capitulatif pour le chiffre d affaire brute Projet de petite centrale hydraulique sur le Doubs Etude de faisabilit et de rentabilit 14 2 1 Analyse des resultats pour le chiffre d affaire brute On constate l influence du mode de fonctionnement de l installation sur le chiffre d affaire pour une petite centrale hydraulique aux caract ristiques techniques donn es En effet si la r gulation du niveau d eau amont se fait on constate une diff rence de SFr 64 347 soit environ 18 cela provient de la diminution de la chute Pour le financement du projet il faut se rendre attentif que le chiffre d affaire calcul correspond a une production sur 337 jours de travail et non sur 365 jours Il est conseill de prendre une marge de s curit suppl mentaire de 5 On peut aussi noter que le prix de reprise de nergie produite est sup rieur 15 cts Pour des raisons de s curit malgr un prix pour le projet sup rieur a 15cts kWh il est conseill d organiser le financement du projet avec le tarif d fini par la conf d ration soit 15 cts kWh 14 3 Co ts du projet Afin d valuer la rentabilit d un projet il faut dans un premier temps d finir le co t total du projet par l interm diaire d offres de fournisseurs et d entrepreneurs 14 3 1 Devis d taill s Afin de d finir avec plus de pr cision le co
323. r sente au sein du liquide interstitiel De plus une faible variation de cette quantit d air induit des changements notables dans les caract ristiques physiques du sol Cette tude traite du comportement de tels sol soumis deux cas de charges dans le cadre d un abaissement rapide du niveau d eau et sous l effet de vagues Divers tests ont t r alis s afin de comprendre et d identifier le sch ma d volution de la pression interstitielle des contraintes effectives de la d formation de l interface sol eau ainsi que de l ventuelle rosion due au ph nom ne de liqu faction 1 INTRODUCTION 1 1 Background Common engineering practice is to consider submerged soils to be saturated and the pore fluid to be incompressible But because of geological history of the soil or due to some chemical organic processes inside the soil even a submerged soil contains some fine dispersed microscopic gas bubbles rendering the subsoil unsaturated and hence incompressible the phenomenon being more predominant near the piezometric surface Under the conditions of external pressure fluc tuations such as rapid drawdown and wave loading the gas bubbles inside the submerged un saturated soil react by inflating or deflating thus leading to significant and long lasting changes in soil stresses and displacement fields 165 Sitaram NEUPANE 1 2 Behaviors of unsaturated soils Unsaturated soil means in practice partially satur
324. r 2 5 km et son extension lat rale prend en compte les ouvrages et les installations qui sont susceptibles d tre int ress s par le ph nom ne de la crue 2 HYDROLOGIE 2 1 Introduction L etablissement de la carte de danger se base sur les valeurs de pointe des crues cela n cessite une compr hension de l hydrologie locale tr s pouss e a plusieurs niveaux Premi rement il faut concevoir une statistique sur une longue s rie d v nements pour que la recherche de valeurs de crue avec des temps de retour lev s soit le plus pr cise possible Ensuite il est n cessaire de comprendre le fonctionnement du routage des crues et la transformation qui en r sulte L association de ces deux informations nous fournit une estimation des gros v nements dont la connaissance est fondamentale pour l tablissement des intensit s et des fr quences du ph nom ne naturel li l eau Pour cela faire il est indispensable de passer travers d une mod lisation hydrologique et une mod lisation du routage des crues La mod lisation hydrologique s impose lorsque nous avons une s rie de d bits mesur s qui est plus courte que la s rie de pluies mesur es et que l on d sire reconstruire les p riodes manquantes La mod lisation du routage est la base pour la d termination de la forme du volume de la valeur maximale et du temps de mont e d un hydrogramme de crue qui traverse des secteurs hydrauliques et sub
325. r Sediment Transportprozesse durch einige ausgew hlte Hauptparameter beschrieben Die meisten existierenden Gleichungen benutzen die Einstein Geschiebeparameter wie eine Funktion des Schubspannungsparame ters q 1 von Shields wo Y Fluss Intensit tsparameter von Einstein Die Berechnungen des 195 Predrag STEFANOVIC Feststofftransportes wurden mittels folgenden Methoden durchgef hrt Einstein Graf und Aca roglu Ackers und White Ming amp Wang Berechnung des totalen Feststofftransportes sowie Smart und Jaggi Geschiebetransport Ref 4 7 10 11 12 Zweidimensionale numerische Modelbildung 2D Die Simulation des Feststofftransportes der Rh ne wurde mit dem Programm CCHE2D ref dass am National Center for Computational Hydroscience and Engineering der Mississippi Uni versity entwickelt worden ist durchgef hrt CCHE ist ein hydrodynamisches numerisches Mo dell f r die Simulation der Abfl sse aus einer Mischung von Wasser und Feststoffen auf beweg lichem ver nderlichem Untergrund in der nicht station ren Str mungssituation Die mathematischen Gleichungen die dieses Ph nomen beschreiben sind die Differenzialgleichun gen der Kontinuit t und der Energieerhaltung Das Programm benutzt die Methode der Finiten Elemente und ist unter dem Namen Efficient Element Method Wang und Hu bekannt Auf Grund der Topographie der hydrologischen wie auch der Feststoffdaten kann dieses Modell die Feststofftranspor
326. r des deux ph nom nes Il faut pr ciser que la juxtaposition des intensit s avec un temps de retour T 100 ans des al a crue niveau lac qui sont des v nements ind pendants donnerait un r sultat avec une probabilit tres basse T gt 1000 ans 4 5 R sultats La mod lisation hydraulique g n re pour chaque temps de retour caract ristique la hauteur du plan d eau et les diagrammes de vitesse pour les crues avec le temps de retour de T 30 T 100 et T 300 ans De plus nous avons d tect un secteur ou la capacit hydraulique est critique pour le cas de crue tricentenaire donc pour ce cas il a t n cessaire d valuer la possibilit d une br che et nous avons effectu le calcul du stockage pour les secteurs en rive gauche et rive droite le r sultat est la hauteur du plan d eau en cas de breche Ces donn es sont n cessaires pour l tablissement de la carte de danger pour les diff rents Sc narios propos s Figure 5 Carte d inondation au cas ou il y aurait une br che dans le secteur des Saleggi 136 Etablissement de la carte des dangers du Val Verzasca l aval du barrage de Contra 5 ETABLISSEMENT DE LA CARTE DE DANGER 5 1 Introduction Pour que l information concernant les cartes de danger soit homog ne toute analyse de danger doit tre rapport e aux directives f d rales de 2001 La documentation n cessaire se compose de deux parties d une carte et d un rapport techni
327. r exam ple the effective stress for saturated soils which is the difference between total stress and pore water pressure is a stress state variable and is independent of the soil properties All mechanical aspects of a saturated soil are governed by the effective stress 1 e the effective stress has been proven to be the only stress state variable controlling the behavior of a saturated soil Mathematically it is expressed as 0 0 p 1 where o is the effective normal stress o the total normal stress and p the pore water pres sure While the total stress and the pore water pressure are measurable the effective stress is not a physical parameter and can not be measured It can only be computed by subtracting the pore water pressure from the total stress both of which are physical parameters The concept of effec tive stress even if it is not a measurable parameter is still very useful for geotechnical engineers It can be easily realized that the mechanical behavior of a soil mass is linked with the effective stress rather than with the total stress or pore water pressure It has been well accepted that an increase in effective stress causes the soil particles to pack more closely thus decreasing the void ratio leads to a decrease in compressibility and increases the shearing resistance of the soil But an equal increase in the total stress and the pore water pressure which would in turn keep the ef fective stress unchanged would h
328. r possibility placing a geotextile screen in Section 1 was also studied even if its opera tion is impossible due to the annual variation of the water level in the reservoir This alternative has a scientific character The conclusions are that a screen with 20 and 30 of porosity does not present significant differences in terms of capacity of retention Both screens behave ap proximately like a pervious dam with 4 m high Therefore even if its operation were possible its implantation is not required It is important to remark that even the implantation of the obstacles seems not necessary with a maximum operation level of the reservoir it can become crucial during the empting of the Livigno Reservoir once it blocks the flow of the sediments already settled to downstream The proposed technical measure can be part of the sustainable sediment management of the Livigno Reservoir 150 Sedimentation management in the Livigno Reservoir Technical measures to reduce the effects of sedimentation due turbidity currents ACKNOWLEDGEMENTS The present study was financially supported by the Engadiner Kraftwerke AG EKW Switzer land It has been performed within the frame of the training program and the Master of Ad vanced Studies MAS Project of the Postgraduate studies in Hydraulic schemes 2003 2005 edi tion realized at the Laboratory of Hydraulic Construction LCH of the Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL REFERENCES AEA T
329. r the implementation of alternatives and the total deposition in full West arm of the reservoir at the end of simulations Flood Event Concentration g l 1960 100 years The evolution of the current at the Section 1 for the October 2000 flood event and maximum inflow concentration of 15 g l is shown in Figure 24 The peak of the current in this section oc curs after 9h of flood and with a maximum concentration of sediments equal to 2 4 g l and a ve locity of 0 25 m s At the foreseen location of the screen the peak of the current occurs 16h after the start of the flood and attains maximum concentration of 0 54 g l with a maximum velocity of 0 30 m s 1805 1805 1800 5 1800 4 31795 4 sl 2 1795 HN ion ma ja SI o 1790 Elevation m asl el oo un Elevat 1785 1780 1775 T T T T T T T 0 00 0 50 1 00 1 50 2 00 2 50 0 00 0 05 0 10 0 15 0 20 0 25 0 30 Concentration g l Velocity m s Figure 24 Time evolution of the current in the cross section of the obstacle concentration left and velocity right 5 2 Pervious obstacle For the simulation of a pervious dam in the reservoir three heights were considered The ob stacles with 4 8 and 12 m high are simulated based on the October 2000 flood event with the maximum concentration of sediments of 15 g l T
330. r the total annual cost of penstock is also computed and plotted These com putations should include all factors that might significantly influence the cost Once both curves are plotted they are added graphically The optimum diameter is the one associated with the minimum total annual cost Figure 10a shows an example of these processes for a certain head and discharge It should be mentioned that in the present study different combinations of total head penstock diameter price of energy sale and a series of discharges have been considered to cover all possi ble conditions in the optimization procedure 9 Figure 10b shows some of the optimization re sults for 4 series of energy sale price total head as 200 m and different discharges In Figure 10c the influence of total head over the optimum diameter is investigated and compared graphically for different energy sale prices It is observed that the optimum diameter increases with energy sale price for constant head or discharge Fig 10b c Figure 10d also shows the variation of op timum velocity with discharge and energy sale price for a total head of 200 m Standardization of civil engineering works of small hydropower plants and development of an optimization tool 18 500 r 2500 1 5 Q 0 25 m s H 200m l e 0 0
331. rait utile que pour des cas ou le niveau d eau augmenterait beaucoup d but de crue ou pour effectuer des op rations de r paration sur le site Il est important d informer les autorit s comp tentes sur le mode de fonctionnement de l am nagement car la diff rence de rentabilit est de 18 15 CONCLUSIONS Le projet est rentable et ind pendant du point de vue financier pas de subvention La r alisation de petits projets tel que celui ci ne va certainement pas permettre de remplacer d un jour l autre les nergies fossile et nucl aire mais il contribue la promotion des nergies renouvelables et participe la diversification des modes de production Toute r alisation et exploitation d un site implique au concessionnaire l entretien d une partie du cours d eau de la chute et les berges environnantes Actuellement passablement de seuils ne sont plus entretenus car il n y a plus de concessionnaire et l tat n a pas les moyens L vacuation et le traitement des d chets contribuent aussi l am lioration d une situation donn e L obligation de la construction d un dispositif de franchissement est galement une am lioration importante Moralit L objectif de tout projet de r habilitation est le suivant La mise en valeur d un site en tirant profit des ouvrages existants afin de produire de l Energie de mani re rentable et en respectant l environnement 44 16 R
332. raulique du basin versant touch sont labor es l aide du logiciel Routing System II Pour la p riode de construction la mod lisation est bas e sur une crue de 20 ans Bas sur des r sultas des recommandations et des mesures sont labor es en vue de la protection contre les inondations du chantier En particulier est montr comment on peut optimiser le mode d exploitation pour minimiser la crue de Aare que possible Des calcules analogues de simulation sera effectu s pour la phase apres la finissions de l ouvrage pour une crue de PMF M me pour cette situation est montr e quel sera le mode d exploitation optimale ZUSAMMENFASSUNG Die Kraftwerke Oberhasli AG KWO AG wollen ihre Anlagen in f nf Etappen sanieren und ausbauen Die dritte Etappe beinhaltet eine Vergr sserung des Grim selsees Durch eine Erh hung der Mauern um 23 m kann die Energieproduktion im Winter von bisher 40 auf 55 und im Sommer von 60 auf 45 umgelagert werden Mittels des Modellierungsprogramms Routing System II werden Informationen betreffend das hydrologische und hydraulische Verhalten im betroffenen Einzugsgebiet des Grimselsees erar beitet F r die Phase der Bauarbeiten erfolgt die Modellierung mit einem 20 j hrigen Hochwas ser Aus den Resultaten leiten sich Massnahmen und Empfehlungen zum Schutz der Baustelle ab Insbesondere wird gezeigt wie die Betriebsweise optimiert werden kann damit die Hoch wasserwelle in der Aare so klei
333. rbel fteten Wech selspr ngen entfernt sie sich bereits bei Sprungbeginn von der Sohle und noch vor dem Sprun 31 Felix BOLLER gende l st sie sich verst rkt vom Untergrund Somit besteht im Klassischen Wechselsprung kaum Kavitationsgefahr ABK RZUNGEN Symbole Index A m Fl che Querschnitt 0 Bezugspunkt urspriinglich b m Breite 1 Anstr mbereich C Konzentration 2 Wesstr mbereich F Froudezahl 4 Luft air h m Wassertiefe WL Sohle Betrachtungspunkt individueller L m L nge mar maximal Q m s Abflussleistung absolut si minimal v m s Geschwindigkeit von roller Wasser Gemisch oder Luft y Wasser X Stationierung Messpunkt YF Konjugierte Tiefe BIBLIOGRAPHIE Boes R 2000 Zweiphasenstr mung und Energieumsetzung an Grosskaskaden Mitteilung 166 der Versuchsanstalt f r Wasserbau Hydrologie und Glazologie VAW ETH Z rich Chanson C und Qaio G L 1994 Air buggle Entrainment and Gas Transfer at Hydraulic Jumps The University of Queensland Research Report No CE149 Hager W H 1992 Energy dissipators and hydraulic jump Kulwer Rotterdam Hager W H und Bremen R 1989 Classical hydraulic jump sequent depths Journal of Hydraulic research Vol 27 565 585 Herbrand K 1969 Der Wechselsprung unter dem Einfluss der Luftbeimischung Wasserwirtschaft 59 9 254 260 32 Projet de petite centrale hydraulique sur le Doubs Etude de faisabilit et de rentabilit Small hydro power plant project on
334. rbois reservoir 3 METHODOLOGY Within the general context the present study focuses on sound numerical modeling of both the general area incorporating Verbois and Chancy Pougny reservoirs and about 30 km of river reaches and localized regions where a detailed modeling is needed because of the presence of hydraulic structures One of the objectives is to predict future morphologic behavior of these ar eas on the medium and long term 1 e up to 25 30 years from now based on an estimation of fu ture flood and or flushing events Main output parameters are the evolution of the bottom pro files water levels and energy grade lines as well as the detection of potential flooding problems upstream Furthermore the morphology of the Verbois reservoir will be modelled and described in a qualitative manner and the need for future flushing operations will be outlined Sound 1D coupled hydraulic and morphologic modelling of both the rivers and the reservoirs will be per formed Emphasis will be given on the long term behaviour of the morphology as well as on the positive influence of typical flushing operations Second appropriate 2D numerical modeling will be performed Finally the results from the 1D and 2D numerical modeling will be verified Numerical Modeling of Hydraulics and Morphology of the Rhone between Geneva and Chancy Pougny by analytical calculations with the same boundary condition than the ones used for the numerical modeling The need
335. re hydraulic scheme has an average yearly energy production of some 1 400 GWh It is property of Engadiner Kraftwerke AG EKW a shareholders company owned by EGL ATEL BKW CKW NOK the Canton Grisons and the concessionary municipalities A detailed description can be found on the homepage of the Engadiner Power Company under www engadin strom ch 1 2 Scope of the study The aim of this study is to analyze and propose technical solutions against the effects of sedi mentation due to turbidity currents in the Livigno Reservoir For the current situation the behav iour of the reservoir related to the sedimentation was analyzed for the annual flood event the October 2000 flood event the highest flood event ever measured in the catchment area 1960 and the 100 years return period flood event For the analyses of the performance of the proposed technical solutions only the 2000 event was considered This document has the objective to present the methodology of the study and provides details and discussion for the current situation of the reservoir and the performance of the proposed al ternatives The present study is divided in two parts The fist part consists of a simple analysis of the problem using 1D calculation For the second phase 3D numerical simulations were performed 143 Marcelo LEITE RIBEIRO in order to validate the results for the studied measures For the second part the calculations were performed using CFX 4 4 AEA Tech
336. red protection Drop structures with long vertical shaft are one of key elements for such purposes A drop shaft is an energy dissipater connecting two channels with a drop in invert elevation It is an ancient design e g the drop shaft cascades along Roman aqueducts Drop shafts are commonly used in sewers and storm water systems Chanson 1998 Vortex shafts are vertical structures in which fluid flows helically along the shaft axis Compared to the conventional drop structures they are more favorable regarding the stability of the fluid and air transfer and provide significant energy dissipation if properly designed Consequently this particular structure can be advantageous when compared to steep channels and to usual drops if the topological and geological conditions are suitable W H Hager 1985 Fig 1 shows different elements of a drop shaft structure In general a hydraulic description of drop shaft must include the following main points 1 In flow conditions through the vortex shaft inlet 2 Development of flow along the shaft walls 3 Aeration of flow 4 Energy dissipation and vortex shaft outlet 69 Bahareh DOROUDIAN 70 The purpose of this study is to solve a hydraulic problem regarding a drop shaft used in Lausanne city Vignes d argent is the name of a vertical shaft established on the drainage sys tem of the chemin des Vignes d argent in Lausanne city Fig 2 shows a schematic drawing of this vertic
337. rge manom trique de 3 00 soit gale ou sup rieure la capacit du d versoir 1 9 m s En parall le une installation gravitaire de restitution a t con ue afin de minimiser au maximum les volumes de pompages Afin de valider les choix une simulation continue a t r alis e pour les deux v nements particuliers relev s Pour chacun les r sultats obtenus sont conformes car aucun d bordement n a t constat Les d bits d vers s sont rest s inf rieurs la capacit des pompes Les m mes simulations ont t effectu es avec une valeur du coefficient de rugosit K abaiss e de 25 a 20 Dans cette situation la s curit n est assur e que pour des crues de fr quence 30 ans Une tude plus sp cifique de la rugosit des berges permettrait de confirmer la possibilit d une telle valeur 6 CONCLUSION Le but de cette tude tait de mettre en vidence la faisabilit d utiliser les bassins de ski nautique pour participer a la lutte contre les crues en p riph rie d Yverdon les Bains Les nombreuses simulations ont prouv l effet b n fique de cette r alisation pour autant qu elle soit accompagn e d ouvrages auxiliaires Pour mettre en place ce concept les ouvrages et l ments suivants devront tre pr vus Cr er des digues en aval du point X sur une hauteur variant entre 0 et m Construire un d versoir permettant le d lestage des crues sur le Canal Occidental Utiliser les bassins comme ou
338. ribu e par objectif chaque variante Les paragraphes suivants d crivent la fa on dont ont t attribu es ces notes Gestion du marnage Les simulations effectu es lors de la d finition des d tails conceptuels ont montr que les ordres de grandeur des surfaces envisag es en variante taient suffisants pour effectuer une r gulation du marnage et restituer l aval un r gime hydrologique tel qu il existait dans le Rh ne avant la construction des grands barrages Cependant toutes les variantes ne sont pas situ es au m me endroit du fleuve et leur situation est galement un crit re important vis vis du marnage de part les kilom tres de rivi re l aval b n ficiant de la r gulation de ce dernier D autre part la diff rence de surface entre chaque variante les diff rents modes de gestion du marnage cas particulier des variantes A2 fonctionnant en r gulation anticip e et C agissant comme un bassin de compensation ou encore la limite en hauteur du plan d eau variante Al dont le niveau d exploitation est limit par la c te maximale admise par les restitutions de Bieudron et Nendaz ont une implication en terme de battements de niveau dans la retenue param tre p jorant pour des aspects tels que la stabilit de digue l int gration les loisirs nautiques ou encore le passage de la faune piscicole La note attribu e chaque variante tient donc compte de tous ces l ments et repr sente la r po
339. rly average discharge A signifi cant velocity increase is observed between bottom levels of 360 and 364 m a s l which is indi cated by a red box in the figure This indicates that the equilibrium bed level might be situated around these levels In addition a 2D approach is added to the same computations which shows that the average 2D velocity and shear stress are higher than the corresponding 1D value Also from the 2D approach it has been noticed that the velocities and shear stresses across the profile are varying by 2 to 10 times and similarly at the bends The locations of the profiles are shown in Fig 1 i 3 m Velocity comparison for Q 400 m s Shear stress comparison for Q 400 m s 1 60 35 Velocity at R30_1D computation Stress at R30_1D computation 1 40 Velocity at R30_2D computation 4 5 p 30 Stress at R30_2D computation 1 30 Velocity at R19_1D computation f Velocity at R19_2D computation 25 Stress at R19_ 1D computation 4 004 Velocity at R12_1D computation 5 Stress at R19_2D computation E Velocity at R12_2D computation y 20 Stress at R12_ 1D computation 5 0 80 o Stress at R12_ 2D computation 2 wee 15 S 0 60 le a 0 40 gt f a 10 0 20 5 0 00 r 0 351 354 357 360 363 366 369 351 354 Elevation m Elevation m Fig 2 Velocity and shear stress
340. rmer que la r duction du risque ne justifie pas de telles diff rences d investissement De plus ces v nements submergeraient tous les cours d eau bien l aval du bassin 5 DIMENSIONNEMENT DES OUVRAGES DE R TENTION 5 1 Ouvrages n cessaires Les constructions principales n cessaires la r alisation sont les suivantes Un bassin de r tention cr ant le volume utile par des travaux de terrassement Un ouvrage de contr le limitant les d bits de crues sortants 18m3 s Un d versoir transf rant les eaux retenues du cours d eau dans le volume de r tention Un syst me de vidange permettant de drainer les eaux r siduelles du bassin Un trop plein assurant le transfert des v nements sup rieurs la crue de projet Un rehaussement de berges en rive gauche et au passage sous voies CFF chemin de la Biguaire confinant les eaux l int rieur du p rim tre choisi afin de prot ger les abords de la r tention Les ouvrages principaux sont l ouvrage de contr le du bassin de r tention et le d versoir Les autres consistent essentiellement en des ouvrages de terrassements et d am nagements dont la technique est courante CS ne un 5 2 L ouvrage de contr le Sa conception est une chambre en b ton dont la pi ce ma tresse est le r gulateur de d bit En effet les variations du fonctionnement de ce r gulateur influence directement le volume de r tention Une attention particuli re a t port e sa concepti
341. rmet pas de calculs hydrauliques d taill s avec par exemple des conditions d coulements bi directionnels sur le d versoir QEchange Le calcul num rique du bassin de r tention a donc t d velopp sur le tableur excel avec un mod le dit a casier En voici une description sch matique V1 petit volume derri re l ouvrage V2 volume de la r tention Qe d bit entrant Qs d bits sortants QOuvrage Qe QTropPlein gt QD borge QEchange Come dV at Q Q on peut crire V V At Y Qe gt Qs 4 Restitution Qstot Fig 11 Mod le num rique casier En d veloppant 4 notre cas cette quation devient 51 St phane BOVIER V1 V1 _ At Qe _ Qouvrage Q change _ Qtroplein Qd borde _ 5 V2 V2 _ At Q change _ Qvidange _ 6 Leur r solution n cessite la connaissance des volumes initiaux Vi Vig et les relations de base soit Qe f t Vl fl h V2 f2 h et les d bits sortants Qsi fi h Les fonctions de chaque d bit ont t d termin es seul le d bit d change est calcul par le mod le pour chaque pas de temps en fonction de b Hl H2 et HO selon 1 5 5 R sultats Le probl me revient choisir les dimensions de b et de HO de mani re ce que le transfert entre V1 et V2 soit suffisant pour la crue de projet En cas de sous dimensionnement la crue passe par dessus
342. rnalier l essentiel des centrales ayant leur rejet l aval de Sion tandis qu une retenue situ e apr s Martigny priverait une partie trop importante du fleuve de la plus value cologique apport e par la r gulation du marnage La figure suivante donne l emplacement des sites d tude Etude de variantes d ouvrages a buts multiples en riviere 4 fa al ati DE nr LE al z Fae D Ta ii Dia iaa CO EAE E F San E o Figure 1 Emplacement des sites d tude et restitutions voisines 2 2 Variantes d ouvrage buts multiples Tous les am nagements tudi s s articulent autour d une retenue buts multiples attenante au fleuve et pr sentent dans certains cas un ou plusieurs ouvrages annexes De mani re g n rale sont pr vus autour de la retenue Un ouvrage de r gulation sous forme de barrage mobile pour les variantes A2 B D et E et sous forme de barrage usine pour les variantes Al et C Une centrale de production hydro lectrique ind pendante pour les variantes A2 B D et E qui est int gr e a l ouvrage de r gulation pour les variantes Al et C Une sur l vation des digues du Rh ne Des digues suppl mentaires cr es pour fermer le contour de la retenue Une solution pour la migration piscicole au travers d une rivi re by pass ou du chenal du Rh ne Le principe de retenue est le m me pour chaque variante et tente de r pondre aux objectifs suivants
343. rom where they are produced or generated to distribu tion lines that carry the energy products to consumers 212 es A 10 EL 12 13 14 15 16 17 168 Hydropower Development within the Context of Electrification and Export the Cases of Laos and Nepal References LPDR s Power Sector Strategy Vol 1 2 3 Electrowatt Ekono Sept 2002 EdL Tariff Study From the archive of Electrowatt Ekono Power System Development Plan for Lao PDR Lahmeyer International and Maunsell August 2004 http www poweringprogress org http www fe doe gov international EastAsia_and_Oceania thaiover html Energy Overview of Thailand United States of America Department of Energy Laos Evolution of Rural Electrification World Bank Nam Theun 2 Project Economics Interim Summary Report World Bank Thailand Energy Strategy and Policy National Energy policy Office http www eppo go th encon Strategy encon EnergyStrategy E html Vietnam Country Analysis Brief http www eia doe gov emeu cabs vietnam html Himalayan Waters Promise and Potential Problems and Politics Bhim Subba Hydropower Pricing in Nepal Developing a Perspective JVS Nepal Pennwell Global Power Review 2005 hydropower Development in India Dr R P Saini Regional Workshop on Sharing of Common Regional Resources BUP Trading off a jewel S B Pun Himal South Asia Spotlight West Seti amp India s River link Project AB Thapa 33 yea
344. rosion has usually been observed for all reser voir increasing elevations Equilibrium elevation range for d90 Critical Elevation for do 368 nen a on 2 98 0908 Of MN ARR Hoi MEE A AAAA 11 Rx ea gt fe bek 4 y fe Dy _ n 5 364 BER kyi re o Br FG E gt TT dE u Der SE ss sense arts see as ES I 2 1 ce ng 7 o cy a ee es C 5 360 gt a ae Va a _ ee LINE 8 356 iy wre Z E a 1D Velocity Yang 1972 6 7 x Velikanov 1959 x Bogardi 1955 1974 7 os e Levi amp Knoroz 1955 1958 Mauvis amp Laushey 1949 352 2 SZ o Gonchearov 1938 Hjulstorm observation 2D Average velocity Bogardi 2d Mauvis amp laushey 2D A Gonchearov 2D Thalweg 2003 348 0 1210 2420 3630 4840 6050 7260 8470 9680 10890 12100 Distance from dam m Fig 4 Band of equilibrium bottom elevations with average line passing through the centre Numerical Modeling of Hydraulics and Morphology of the Rhone between Geneva and Chancy Pougny Equilibrium elevations with velocity criteria Existing zone in equilibirium 368 366 364 362 E 5 360 g 3 358 E 356 354 1D avg a 3 He ee 352 48 er Indri 1934 Zone in high slop
345. rs of Indo Nepal Power Exchange and Yet SB Pun Nepal Power Sector Reform Road Map SB Pun Indian National Water Policy 2002 Can Bangladesh affoard to Export Gas Golam Mokarram in Daily Star 213 214 Analyse du comportement du barrage du Vieux Emosson sous charges sismiques Analysis of the dynamic behaviour of the dam of Vieux Emosson under seismic loads Odila Yolanda Zavala Mora Chemins de fer federaux suisses CFF SA Energie 3052 Zollikofen Suisse ABSTRACT This study concerns the analysis of the dynamic behavior of the dam under seis mic loads It is made in the optics of Atel Netz AG s future project which plans to build an pumped storage scheme between the lake of Vieux Emosson and the lake of Emosson The analysis of the dynamic behavior of the dam will so take into account the future underground works as powerhouse und tunnels of the pumped storage project RESUME Cette tude concerne l analyse du comportement dynamique du barrage sous charges sismiques se fait dans l optique du projet futur d Atel Netz AG qui pr voit de construire une installation de pompage turbinage entre le lac du Vieux Emosson et le lac d Emosson et aussi la raison qui jusqu pr sent n a pas t effectu e un calcul dynamique du barrage L analyse du comportement dynamique du barrage tiendra ainsi compte de la future modification souterraine pour les cavernes et tunnels du projet de pompage turbinage 1 Introduction
346. rsant ou un ensemble de bassins et d augmenter substantiellement la production au cours de mois d hiver Dans la perspective d une augmentation des apports due l augmentation de l intensit de la fonte des glaciers provoqu e par le r chauffement climatique 188 Potentiel de contribution de l nergie hydraulique pour la production d lectricit en Europe de Ouest au cours de premiere moiti du XXI si cle 2000 2050 cette technique permettrait de mieux g rer l exploitation des r servoirs et profiter de l augmentation des apports pour accro tre la capacit nerg tique du r servoir A titre d illustration la figure 19 ci dessous illustre l augmentation de la capacit du r servoir pour le lac de Cleuson Suisse par pourcentage de sur l vation de l unit de hauteur utile initiale du barrage En rempla ant le volume utile par son expression dans l quation volume niveau d eau dans l expression de la capacit nerg tique du r servoir on obtient l expression suivante Equation 3 E xpxax l k xH uti K est le pourcentage de sur l vation en fonction de la hauteur utile initiale du r servoir Hi a et m sont les param tres morphologies du r servoir Les valeurs pour le Lac de Cleuson sont tir es du tableau ci dessus 300 0 apaec du r servoir 250 0 GWh 225 0 275 0 200 0 175 0 150 0 125 0 100 0 Figure 19 augm
347. rted sediment volumes After giving values for the normal depth h and using the well known Manning Strickler for mula Q Axk xR XxN J the water discharges were obtained Graphic for the relation between the given values for normal depths h and the corresponding discharges has been designed and the desired values for the normal depth corresponding respectively to HQ 9 200 m s and to HQ 00 360 m s have been obtained And namely the water depths amount h 2 2 m and h 3 12 m respectively for the low and the high flood event From the point of view of engineering practice the transport rate which gives the amount of bed material transported by a flow 1s the one of the most significant characteristic The formulae of Meyer Peter which is valid for sediment grain diameter greater than Imm produced for de termining the transport rate mp will be employed The procedure is the following To pxgxh XI where 7 is the shear stress kN m p is the water density t m h is the normal water depth m is the energy line slope for uniform flow conditions T Fr 0 _ pr P xgxd where F r is the Froude number without considering bed forms p is the sand density t m and dm is the mean grain diameter m 3 2 K Fr FY Kst where Fr is the Froude number Kst is the roughness of bed forms and Kst and do 1 6 90 is the grain diameter with 90 sieve passing 114 Flood polder
348. ruite par exemple Manifestement cette situation est insatisfaisante Le projet pr voit la construction d une passe poissons permettant de garantir toutes les esp ces pr sentes dans le lieu leur libre circulation Il s agit donc d une am lioration consid rable par rapport la situation actuelle 13 2 1 Dispositif de franchissement retenu La variante retenue se compose de deux parties e Partie amont Canal en b ton sur 21 m tres Passe bassins successifs nombre de bassins 12 avec chancrures et orifices noy s Prise d eau d bit contr l par l installation d une vanne tablier Les panneaux de s paration sont amovibles et les ouvertures peuvent tre facilement ajust es Les bassins sont recouverts de caillebotis amovibles sur lesquels il est possible de marcher et de rouler avec un v hicule d entretien La pente moyenne est de 4 Avec une hauteur de chute de 10 cm entre les bassins e Partie aval Canal naturel sur 20 m tres Cr ation d un petit cours d eau lat ral compos alternativement de seuils et de fosses Am nagement de structures en enrochement et de caches pour les poissons La pente moyenne est de 5 9 donc sup rieure la partie amont La hauteur de chute entre les bassins est comprise entre 10 et 20 cm 14 ANALYSE FINANCI RE DU PROJET 14 1 Les tarifs de reprise de l nergie Actuellement en Suisse la loi sur l nergie Lene impose aux entreprises charg es de l a
349. rvoir reflects the flow currents towards the western part which is a non suitable zone to de posit fine sediments 11 using a flow tracer in the numerical simulation it was determined that only around 23 of inflow coming from both galleries reached the reservoir outlet water intake of the hydroelectric power plant The final proposed numerical model has been composed fi nally from 12 main geometric elements which contains 180 subsidiary elements The model has been composed as per the survey reports revealed in 1997 shown in Figure 7 and Figure 8 The geometric elements were introduced into the model Figure 7 shows the suggested layout including the different geometric elements The artificial islands were drawn first to follow the thalweg of the bottom of the lake Due to bad results of sediments escaping to the western side of the lake the western artificial island did not follow the thalweg in front of the Urn sch gallery outlet Submerged piles working as underwater invisible guide walls connect between the artifi cial islands These guide walls are located two meters below the minimum operating water level Water inta reservoir outlet G bsensee i Lake ISSN Sitter Gallery outlet S 5 5 em pile ER D Artificial island Fb ier SE g Urnasch gallery Galery outlet vall outlet Ben Figure 7 Details of the suggested measure with the geometric elements artificial islands submerged piles and deviated gall
350. s J Figur 1 KWO AG Ausbau Etappe 3 Im Rahmen der laufenden Planung soll mittels numerischer Simulation das hydraulische Ver halten im betroffenen Einzuggebiet des Grimselsees eruiert werden und damit folgende Fragen gekl rt werden Systemanalyse mit Retentionsberechnungen f r den Grimselsee und seiner Zufl sse Welches sind die Konsequenzen f r die Erh hung der Grimsel Staumauern betreffend die Dimensionierung der Hochwasserentlastung Welche Massnahmen m ssen getroffen werden damit die Baustellen und deren Infrastruk tur optimal vor berflutung gesch tzt sind Es ist mit einer vier bis f nfj hrigen Bauphase zu rechnen 2 AUFGABENSTELLUNG ZIELSETZUNG Um die Zielsetzung der dritten Etappe des Ausbauprojektes KWO plus Verbesserung der be darfsgerechten Produktion erreichen zu k nnen spielen neben den rein technischen und bauli chen auch betriebliche Massnahmen welche vertiefte Kenntnisse voraussetzen eine entschei dende Rolle Das Ziel dieses Berichtes ist es zu den im Nachfolgenden beschriebenen Situationen der Ausbauetappe 3 Entscheidungs Grundlagen f r die KWO AG zu erarbeiten und ein Benutzer handbuch f r das Computer Programm Routing System II zu erstellen Die vorliegende Diplomarbeit behandelt die folgenden Aspekte vertieft und liefert entspre chende Werkzeuge und Resultate Bereitstellen eines Ben tzerhandbuches zur Anwendung des Computer Programms Routing System II zu H nden der KWO AG dam
351. s a r servoir deux variables fondamentales de base sur lesquelles il est possible d agir pour accroitre la production a savoir le volume utiles des centrales a accumulation notamment a haute chute la chute nette et le volume utile du r servoir en fonction de la topographie pour les centrales basse chute 187 Mohamed Masmoudi SAIZONOU R partition du potentiel technique r siduel pratique suivant l exposition au effets du changement climatique 36 3 B Potentiel expos aux effets positifs GWh an B Potentiel expos au effets n gatifs GWh an D Potentiel non expos aucun effet sensible GWh an Figure 18 r partition du potentiel selon la nature des effets possibles du r chauffement climatique Pour les centrales au fil de l eau l nergie dynamique cin tique de l eau peut tre augment e par les techniques d am nagement du site de production en particulier les ouvrages d amen e d eau la turbine L augmentation du volume utile et de la charge est obtenue gr ce la sur l vation de barrage pour augmenter le volume utile du r servoir en fonction de la topographie du site et de son hydrologie La capacit du r servoir en terme d nergie peut tre estim e en fonction du volume utile et de la chute utilisable par la formule suivant Equation 2 E pxgxV xH kWh V et Hu sont respectivement le volume utile du r servoir et la chute utilisable Pour une centrale haute
352. s kWh 9 4 US cents kWh Average Export Tariff 3 81 US cents kWh NA 204 Hydropower Development within the Context of Electrification and Export the Cases of Laos and Nepal 1 3 History The first hydropower plant in Nepal was constructed in 1911 with an installed capacity of 500 kW Similarly Laos had its first hydropower plant in 1970 Until 1990 hydropower development in Nepal as well as in Laos was based upon intuition Projects used to be selected as per the in terest of the donor countries and lending agencies Although extensive studies were conducted to determine the potential of the respective countries exploitation was lagging far behind Laos opened up the market after New Economic Mechanism NEM was promulgated in 1986 The Law on the promotion and Management of Foreign Investment were made effective in 1994 Similarly after the establishment of democratic government in Nepal in 1990 private and for eign investment acts and laws were brought forward in 1992 Based upon those acts laws and strategies both the countries are trying to electrify the households of the people and are trying to alleviate poverty by selling electricity to neighbouring country 1 4 Sources of Energy Fuel wood is the main source of energy in both the countries Since both are developing coun tries industrialisation is in nascent stage Hence the main sector of energy consumption is households mainly for cooking purpose The following chart gives th
353. s of water stor age capacity in the past 90 years but this figure is more important concerning the effective region of the lake where the power intake and the gallery outlets are located at the north eastern part where the volume loss reaches around 50 Water intake Gubsensee Lhe Sw es Figure 1 FLOW 3D model showing main components of the reservoir The aim of the study 1s to analyse the flow field magnitude and its influence on the sediment transport for different exploitation scenarios Then studying and validate different technical so lutions by using numerical 3D modelling and finally the retained solution optimized According to the geometry of the G bsensee Reservoir and in order to limit the accumulation of sediments two main ideas have been applied The first is to extend the two galleries outlet walls over a cer tain distance and reorientate them towards the reservoir outlet to direct the flow from the two galleries to the power plant intake The second is to use submerged guiding walls combined with five geometric elements artificial islands for increasing the flow velocity inside the reservoir and for the modification of the flow velocity field Due to the daily storage operation several different exploitation scenarios are taken into ac count for the flow simulation Focusing on four main critical scenarios computational results us ing the FLOW 3D numerical flow solver show that 1 the
354. s pendant une crue se trouvent aux premiers 3 0 km du r servoir et 90 sont d pos s en amont du profil propos pour l implantation du cran Ainsi cette derni re alternative n est pas n cessaire Avec une barri re de 8 m d hauteur le volume de s diments d pos dans les premiers 3 0 km augment 76 et avec 12 m d hauteur 87 M me si l implantation du barrage ne semble pas n cessaire pour le niveau maximum du r servoir elle peu devenir cruciale pendant sa vidange puisqu il bloque l coulement vers l aval des s diments d j d pos s RESUMO O presente documento apresenta o estudo de solu es t cnicas contra o assoreamento devido a correntes de turbidez no Lago Livigno Su a As alternativas s o uma barragem perme vel e uma tela geot xtil respectivamente 6 5 et 2 5 km montante da barragem de Punt dal Gall no bra o oeste du reservat rio A partir de simula es num ricas constatou se que 60 dos sedimentos s o depositados a montante da se o proposta para a barragem e 90 a montante da se o considerada para a tela Assim a implanta o do geot xtil n o necess ria Com uma barragem de 8 m o volume de sedimentos depositados nos 3 0 km iniciais aumenta para 76 e com 12 m de altura para 87 Mesmo se a constru o de uma barragem n o parece necess ria considerando o n vel m ximo de opera o ela pode tornar se crucial durante o esvaziamento do reservat rio impedindo o escoamento para j
355. scharge m s 1 800 000 5 3000 0 1 total cost 1 600 000 1 formwork 2500 1 400 000 1 200 000 5 2000 T T E E 1 000 000 c x 5 2 1500 ie 8 800 000 S 3 o z 600 000 x 1000 400 000 500 200 000 excavation 0 am 0 TTT ttt iP oP A ee Le ol a er a eg 7 2000 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 0 0 0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 Discharge mis Discharge m s Figure 5 Design charts for Bieri settling basin required basin length concrete volume reinforcement ex cavation and formwork as well as total cost as a function of discharge Mohammadreza ANDAROODI 2 5 Headrace canal or pipe A headrace system of a small hydropower is the component used to convey water from the set tling basin to the forebay at the penstock upstream end The system is most frequently excavated in soil or rock and is usually lined or constructed with concrete The headrace system should per form its function efficiently with minimum maintenance ease of operation and minimum head loss Canals can be free open or buried but pipes are commonly placed underground Tunnels are also used where it is more economical to convey water through a rock outcropping or hill There exist different alternatives for headrace conduits like open canal and buried pipe or canal with possible backfill and access road 9 2 5 1 Design criteria The canal has to be adapted to the natural configuration of the slopes and the
356. schnitt mit Cs Spitzen Koeffizient Q20 Spitze m s Abfluss Spitzenwert eines 20 j hrigen Hochwassers Systemanalyse mit Retentionsberechnungen f r den Grimselsee und seiner Zufl sse T F Q Normallogarithmische Darstellung Ajustement log normal Volumenstrom m3 s 10 100 10 T Jahre 100 Figur 3 Berechnung des Tagesmittelwert Q 20 Tagesmittelwert durch Anwendung des Gesetzes von Gumbel auf eine Serie von maximalen Jahres Tagesmittelwerten f r den Zufluss des Grimselsees in der Periode 1980 bis 2001 F r die weiteren Zufl sse die im Modell zu ber cksichtigen sind erfolgten die Berechnungen in analoger Weise siehe Figuren 4 100 90 Q20 OAR 70 60 50 40 30 20 10 e Q20 GRI a Q20 R BO Q20 TOT Zufluss m s 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Zeit Stunden Figur 4 Q20 Hydrogramme des Grimsel GRI Oberaar OAR R terichsboden R BO und Toten sees TOT 6 2 5 Absch tzung des Sedimenttransportes Bei einem Hochwasser Q ist zus tzlich zum ermittelten Wert Q2 noch mit entsprechendem erh hten Sedimentstransport zu rechnen Durch Multiplikation von Q gt 0 mit einem noch zu be stimmenden Faktor kann der totale Volumenstrom erzeugt werden ber die Jahrzehnte lagerten sich die Sedimente auf dem Grund des Grimselsees ab als Folge der geringen Str mungsge 97 Carl Arthur EDER 98 schwindigke
357. se de donn es g ologiques g n rales Al et d un ancien sondage Captages de Rolle un mod le hydrog ologique simple a t dress avec le logiciel G ostudio Malgr un calcul stationnaire et une condition aval du modele pessimiste les r sultats montrent qu il n y a pas de risque d rosion du remblai lors des crues Lors de la d crue la zone satur e de la berge induit une surcharge sur le pied de berge Les dur es de mise en charge du bassin tant suffisamment courtes ljourn e environ la zone satur e est relativement peu d velopp e et ne provoque qu une saturation de surface Une stabilisation avec le g nie biologique semble tre la solution Cette proposition doit tre valid e par une tude g otechnique compl mentaire comprenant un relev de l aquif re L utilisation du g nie biologique permet de concilier la stabilisation du sol les aspects de la faune et de la flore La v g tation propos e consolide le talus lors de la mise en oeuvre de la 52 Protections contre les crues de la ville de Rolle Ouvrages de r tentions amp Equipements r tention Cet v nement tant assez rare en moyenne une fois tous les 30ans les esp ces doivent tre adapt es a un milieu sec ou semi humide avec un syst me racinaire d velopp 7 AMENAGEMENTS DU FLON DE TARTEGNIN Sauf quelques ceuvres r alis es au d but du si cle pass ce troncon 285 m du Flon de Tartegnin est rest proche de
358. ses are fluids that flow under applied stress gradients Therefore an independent balance equation for mass as well as momentum can be written for each phase The principle of superposition can be applied to the balance equations for each of the phases as the stress fields are linear The sum of the balance equations for the indi vidual phases gives rise to the total balance equation for the soil system These stress state variables must be expressed in terms of the measurable stresses such as the total stress the pore water pressure p and the pore air pressure p The momentum balance of the 3 phase mixture can be written as Vulliet 1986 Oj pg 0 3 where g is the total stress tensor p the density of the mixture and g the gravity vector Put ting x S in Equation 2 the total stress tensor can be written as Oj 0 S p 0 EUESS Ip 0 4 With the effective stress tensor and the Kronecker delta 1 ifi j amp 0 O if1 The density of the 3 phase mixture p is given by p 1 n p nS p n 1 S p 5 where p p and p are the solid water and air true densities respectively n is the porosity e _ void volume n being the void ratio S is the degree of water saturation de l e solid volume fined as the ratio of water volume to the total pore volume and S the degree of air saturation defined as the ratio of air volume to the total pore volume conf
359. sidered to be saturated and the pore fluid is rated being incompressible which is not consistent with the natural conditions especially near the piezometric surface Even under the submerged conditions there is a tiny fraction of air bubbles present in the pore fluid of soil The physical properties of soil vary drastically due to the change in this entrapped air even by a small amount This paper deals with this behavior of sub merged unsaturated soil under two types of loading conditions rapid drawdown and wave ef fect Attempts have been made to understand well and find the pattern of evolution of pore water pressure effective stress and deformation of soil bed as well as possible erosion due to fluidiza tion processes RESUME Il n est sans doute pas exag r de dire que la plupart des d veloppements les plus r cents faits dans le domaine de la m canique des sols non satur s ne sont pas utilis s dans la pratique de l ing nieur Malgr cela la recherche se poursuit et l on tente toujours d en apprendre davantage sur le comportement des sols non satur s Dans la pratique il est courant de consid rer que les sols situ s sous la ligne pi zom trique sont satur s et que le fluide interstitiel est incompressible ce qui n est pas rigoureusement exact en regard des conditions naturelles en particulier au voisinage de la surface pi zom trique En effet m me dans un sol submerg une fraction infime de bulles d air est p
360. spensable la r alisation de la protection contre les crues par des mesures d am nagement du territoire ou mesures directes et elle a en m me temps l effet de donner une perception du danger tous les niveaux sociaux et culturels Enfin les consid rations de type cologique sont tr s importantes pour la d termination des proc dures adopter pour un d veloppement durable du secteur 7 REFERENCES OFEG 2001 Directives 2001 Protection contre les crues des cours d eau OFEG 1997 Recommandations Prise en compte des dangers dus aux crues dans le cadre des activites de am nagement du territoire IST TI 1995 Recommandations Sui territori soggetti a pericolo naturale Graf W H 1995 Hydraulique fluviale USGS 1999 Guide for Selecting Manning s Roughness Coefficients for Natural Channels and Flood plains United States Geological Survey Water supply Paper 2339 USACE 2002 Hec Geo RAS an extension for support of HEC RAS using ArcView Musy 2005 E drologie Sinniger 1995 L hydrogramme de crue critique d une retenue avec vacuateur de surface Montana Crans symposium IATE 1996 Etude hydrologique de la Mebre Sorge 140 Sedimentation management in the Livigno Reservoir Technical measures to reduce the effects of sedimentation due turbidity currents Gestion de sedimentation dans le reservoir Livigno mesures techniques pour reduire les effets d alluvionnement par courants de turbidite
361. ssement correction du Rhone Variante A Tae ties Non Possible l int rieur des digues Al et A2 Suppression partielle du lit majeur 2 Possible l int rieur des digues sur le Oui 1 km Variante B Riddes km l aval du barrage Paval du barrage Suppression partielle du lit majeur VC Riddes Elargissement du Rh ne au voisinage de la retenue pr vu dans la variante Variante D Martigny Dranse Non Pas posse nn deplacer Ee tenes Profil en trap ze simple l l Possible l int rieur des digues sau ar Suppression partielle du lit majeur Tableau 2 Possibilit s d largissement par variante en correspondance avec le projet de Troisieme Correction du Rh ne Une simulation effectu e sur un site b n ficiant d un largissement aval fait apparaitre une augmentation de la puissance produite de l ordre de 25 49 GWh contre 38 GWh 4 4 Passe poissons La migration des poissons est une tape obligatoire lors de la r alisation d un barrage en riviere Le concept de passe poissons propos est adapt aux conditions amont particuli res engendr es par la gestion du marnage dans la retenue AU cours d une semaine hivernale la retenue se comporte comme sur le graphique ci contre De plus si on classe les niveaux du r servoir sur l ann e on observe que la retenue se trouve dans le m tre sup rieur plus de 80 du temps Niveau m Niveau d
362. ssen Die be stehenden Wasserfassungen bereiten seit Jahren Probleme beim maschinellen Entfernen von Kies und Sand aus dem vor gelagerten Fassungsbereich Dieses Ph nomen ist besonders akut bei Hochwasser und nach der j hrlichen Sp lung des Stausees Gebidem Massa Das Geschiebe und die Schwebstoffe f hren in der Regel zu Betriebsst rungen der Wasserfassungen Die be stehenden Fassungen und Entsander sind in die Jahre geraten und weisen bei Hochwasser be triebliche Probleme auf 193 Predrag STEFANOVIC 2 ZIELSETZUNG Ziel dieser Arbeit ist es aufzuzeigen wie unter Optimierung der Investitions und Betriebskosten eine Qualit tsverbesserung des K hlwassers Korngr sse max 250 um und die Minimierung der Unterhaltsarbeiten im Betrieb zu erreichen sind Dabei ist zu ber cksichtigen dass der Umbau der Fassungen mit den Arbeiten der dritten Rhonekorrektur koordiniert wird und ohne Betriebsunterbruch durchgef hrt werden kann Die Flussbettsohle darf nach Um und Neubau der Fassung weder durch Ablagerungen noch durch Auskolkungen beeintr chtigt werden Eingriffe in die Rhone sind gem ss den Gew sserschutz und Naturschutzauflagen minimal zu halten Die Auslegung erfolgt auf maximal 6 m s 3 GRUNDLAGEDATEN Hydrologische Daten Im Rahmen der vorliegenden Studie werden drei charakteristischen Situationen analysiert 1 Abfluss des Hochwassers 2 Abfluss w hrend der Entleerung des Stausees Gebidem inkl Geschiebetransport und
363. ssibilit s de r novation de transformation et ou de d molition a effectuer pour les am nagements hydrauliques du canal et d estimer les co ts d investissement et de exploitation d une r habilitation des usines hydro lectriques Le prix de revient du kWh a t d termin sur la base des d bits historiques class es et d une proposition pour un nouveau reglement du canal quant a la r partition des d bits 1 INTRODUCTION Le canal de la Papeterie Versoix qui appara t d j sur les cartes du XVIIIe si cle est un cours d eau selon la carte des cours d eau du canton de Gen ve Depuis l ann e 2004 le canton de Gen ve est propri taire de l ancien b timent de la Papeterie et des ouvrages annexes existants Le canal de la Papeterie comprend des ouvrages de prise de r glage de contr le et des installations utilisant la force motrice Ces derniers sont hors service Le canal est une d rivation des eaux de la Versoix Sa prise d eau comprend un barrage a travers la Versoix qui est quip d une passe poissons Deux vannes de prise r gulent la quantit d eau qui entre dans le canal Apr s un parcours de 930 m le canal rejoint la Versoix en aval du pont de la route de Suisse Le canal de la Papeterie pr sente un certain int r t nerg tique En effet il existe 3 petites usines hydro lectriques sur le canal La Papeterie Favarger et Vilvert ainsi qu une roue a eau chez Vouga La premiere usine h
364. ssungen Schwimmende Fassungen sind effiziente und bewegliche hydromechanische Systeme die tiefe Baukosten und kurze Instal lationsfristen aufweisen Die Anwendung solcher Fassungen f hrt zu einem Minimum kolo gischer Probleme betreffend Ufer und Flussbettschutz A TELE A Bild 4 Wasserfassungen mit schwankenden Masten Prinzipschema Quelle HYDROMOBIL 199 Predrag STEFANOVIC Wasserfassung mit schwankenden Masten Am Rand einer Wasserfl che wird direkt vom Ufer her wird ein Rahmen erstellt auf den man die vorbereitete elektromechanische Ausr stung einrichten kann Die Originalit t der Methode liegt beim schwankenden Mast selbst welcher am eigenen Fuss eine schwimmende Kuppel der Fassung tr gt und mittels einer hydraulischen und mechanischen Installation mit der Konstrukti on am Ufer verbunden ist Der Mast kann frei drehen sofern ein Druck schwimmender Kuppel oder ein Antrieb auf ihn wirkt So wird die Wasserfassung an der Oberfl che oder innerhalb der Wasserfl che positioniert Sie Kann sich unter allen Wetterbedingungen und unter allen Um st nden an die Schwankungen der Wasserfl che anpassen Die Reinigung wird durch Wasser oder Lufteinspritzung unter Druck im Saugkorb realisiert Auf diese Weise ist die Wasserfas sung den Verstopfungen nicht anf llig Die Konzeption der schwimmenden Wasserfassung ist von derjenigen der traditionellen Wasserfassungen sehr unterschiedlich Die Methode der schwimmenden Wasser
365. st equal to the hydraulic radius or h R If one replace in the above formula the coefficient of Strickler ky refer 2 2 ky 34 m s valid for the river bed and the corresponding hydraulic radius R 3 m one obtains k S 1 Ss 5 4 609 2xlog aT Where Kg nature 18 the grain equivalent roughness m The calculated value for ksnaure 0 2 m permits to obtain the supposed roughness of the model ky mode 0 008 m The gravel used in the physical model for simulating the river bed has had not the calculated above size It has been uniformly distributed along the entire river bed with grains having almost identical diameter in the range of ks moae 0 012 m Having that value for the gravel size and the same hydraulic radius R 3 m and following the pattern described previously but calculating in the opposite direction from bottom to top one obtains a repro duced prototype roughness corresponding to k 32 m s The shown above calculation serves to prove that even after slight discrepancy between the supposed from the numerical model and the used from the physical model gravel diameters the coefficient of Strickler does not endure any grave changes which could affect the experi ment results in the future The discrepancy between the two obtained results is not significant and judged as subject to ignorance 2 2 2 Simulation of the roughness provoked from existing vegetation As mentioned previously the flood
366. t At the end of the fixed term the private sector entity trans fers the facility to the government agency Capacity The ability of a power plant to produce a given output of electric energy at an instant in time Electric capacity is measured in kilowatts megawatts or gigawatts Developer Producer A legal entity that develops or desires to develop a hydropower project A pro ducer or a generator is a legal entity that generates electricity from a power plant Energy Energy is the product of power and time In electricity sector kWh MWh or GWh are com monly used units of energy Load The amount of electric power or energy delivered or required at any specified point or points on a system Natural Gas A mixture of gaseous hydrocarbons primarily methane occurring naturally in the earth It is used principally as a fuel for the production of heat electricity or in transportation Peak load The maximum electrical demand in a stated period of time Royalty Royalty is a fee or rent that is paid to the government for the use of a natural resource in our case it is water Take or Pay Contract A contract between a purchaser and a seller whereby the purchaser agrees to pay specified amounts periodically in return for products or services even if there is no use for the pur chaser Tariff Tariff is the price charged to the consumer by the utility for use of one unit of electricity i e one kWh Transmission Moving bulk energy products f
367. t als not wendig erachtet Es wurden alle Ergebnisse der Labormodelle 1996 ber cksichtigt und genutzt Aufgrund der auf einem Muster bestimmten Korngr ssenkurve ist es m glich den kritischen Abfluss f r den Geschiebetransportbeginn zu bestimmen Kriterium von Schields Beginn der Bewegung ab Moment Te T kann angewendet werden T Reibungsspannung Ter kritische Reibungsspannung Mittels Formel von Manning Strickler l sst sich der kritische Geschiebe transportabfluss Qa berechnen Folgende Resultate wurden erhalten Qao 370 m s Qaso 37 m s Qaio 0 17 m s Qao ist vernachl ssigbar die Feststoffteilchen mit d d sind immer in der Bewegung Es gibt im Grunde drei Formeltypen fiir die Berechnung des Feststoffgehaltes bzw Konzentra tion d h Geschiebe Schwebstoffe und Gesamtfeststoffe Der gesamte Feststofftransport kann als Summe der Geschiebe und der Schwebstoffe beschrieben werden Dies stellt eine indirekte Methode der Addition zweier idealisierten Feststoffanteilen dar Das Ph nomen des Sediment Transports ist mit vielen Variablen wie Wasserabfluss mittlere Str mungsgeschwindigkeit Par tikel Gr sse und Abstufung Wassertemperatur Grenzschubspannung des Flussbettes Energie Gef lle Kanalform usw verbunden Einige dieser Variablen sind zusammengeh ngt und von einander abh ngig Da es schwierig ist alle diese Variablen gleichzeitig in einer Gleichung zu ber cksichtigen werden die meisten existierenden Formeln de
368. t hydraulique classique Felix Boller CH Thalwil ETHZ VAW ZUSAMMENFASSUNG Ziel ist es das Verhalten des Lufteintrag und Luftaustrag am Klassi schen Wechselsprunges zu beobachten diese Erscheinungen festzuhalten Zusammenh nge auf zuzeigen und zu pr fen Beobachtet und beschrieben wurden wiederkehrende Vorg nge am f nften Versuch mit Vorbel ftung Berechnet und dargestellt wurde u a die Luftkonzentration im Querschnitt und deren Verlauf entlang des Wechselsprunges die Luftverteilung innerhalb des Weisswassers und die Gemischgeschwindigkeiten Im Wechselsprung der ersten Messung konnten Schichten hnlicher Luftkonzentration erkannt und lokalisiert werden ABSTRACT The basic objective of the work is to observe the air intake and outlet process of the classical hydraulic jump and to fix determined features to point the relationships and to ex amine them On the fifth attempt with air supply regularly proceedings were observed and de scribed The following parameters were either observed or calculated the air concentration in the cross section and their modification along the chute model the air distribution within the white water and the velocities from the mixture of water and air Regarding first measure M1 in the part of white water Layers similar air concentration were recognized and located RESUME Le but est d observer le comportement d absorption et d limination d air du ressaut hydraulique et de d crire ces
369. t in the laboratory The complete system described on figure 2 was reproduced on a physical model at scale 1 10 5 Different parameters could be investigated in order to see their influence on the system capacity In parallel numerical simulations were accomplished to con firm particular hydraulic behaviors 2 METHODS The challenge to overcome the problems regarding the capacity of the Vignes d argent system was submitted first to a physical model approach and then to a numerical model approach PHYSICAL MODEL Taking into account the system dimensions and phenomena to be observed as well as possible scale effects the physical model was built using transparent PVC on a geometrical scale of 1 10 5 Figure 3 The model was exploited in Froude similarity it means by admitting the con servation of the ratio between inertias and gravity forces During the tests following parameters were measured 1 Water levels with a precision better than 1 mm 2 Flow discharge using an electromagnetic flow meter with accuracy of 1 of the maximum scale Figure 3 Up stream and downstream parts of the model External diameter of the vertical tube is 63 mm with 3 mm thickness therefore the internal diameter is put as 57 mm the length of the vertical shaft is 2 9 meters and 0 4 meter for the surge shaft equilibrant chamber The hydraulic behaviour of the system was investigated under five following boundary condi tions 71 Bahareh DOR
370. t propos En effet l analyse de la gestion du marnage a montr qu une superficie moins importante suffirait en effectuer la r gulation sans trop l ser la production d nergie Par cons quent une partie du coude pourrait tre consacr e au d veloppement d un autre objectif tel que la mise en valeur de milieux naturels Cet espace serait alors occup par une for t alluviale et servirait de zone d pandage en cas de crue Une telle mesure participerait galement l int gration paysag re de l ouvrage R F RENCES BIBLIOGRAPHIQUES Schleiss A 2003 Am nagements de cours d eau Schleiss A 2002 Am nagements hydrauliques Schleiss A Bollaert E amp Irniger Ph 2002 Management of sedimentation in a multipurpose reservoir in a run of river power plant project on an Alpine river Carlier M 1972 Hydraulique g n rale et appliqu e Lewin J 2001 Hydraulic gates and valves in free surface flow and submerged outlets Office f d ral des eaux et de la g ologie 2002 Directive relative a la s curit des ouvrages d accumulation Troisi me correction du Rh ne 2000 Rapport de synth se Larinier M 2000 Dams and fish migration Lachat B 1994 Guide de protection des berges de cours d eau en techniques v g tales Jamme G 1974 Travaux Fluviaux SDAGE Rh ne M diterran e Corse 2001 Guide technique n 4 libre circulation des poissons migrateurs et seuils en rivi re Diverses notes de
371. t the purpose of passing high floods even if there is some deposited gravel in front of the inlet structure Referring the numerical results comparison is made as well 112 Flood polder at the river Mangfall South Bavaria Germany for coefficient of Strickler K 22 m s The passing discharges in case of that flooring rough ness and situation of having River Sill reaches value of Q 222 m s and for the situation without weir Q 216 m s Both results are favourable and serve the purpose of the safe flood mitigation goal Having pavement vegetation corresponding to coefficient of Strickler Kst 22 m s and situated in case of not having a river weir the inlet discharge rate obtained from the physical model would reach a value of Q 216 m s That result is greater than the inlet discharge rate required from RMD Consult as necessary for passing safely high floods to remind Q 205 m s The aim of River Sill is as already said to maintain the water levels upstream of the inlet structure gates but in case of opening the gates when flood event occur Comparison between the water levels obtained for total discharges of HQ 0 HQs and HQ 60 and for the cases with and without River Sill has been effectuated Be cause of various boundary conditions downstream of the river very important level difference at km 26 050 which corre sponds to PG4 has been noticed That is be cause for having river weir one gets higher
372. t total du projet on peut d finir 4 groupes de co ts soit les co ts de g nie civil d quipement lectrom canique annexes et divers et impr vus TAT 00 3 BEE SEE woo SSC 5 0 F0 TE 9 LS Figure 16 tableau de r capitulation des devis 14 4 Les frais financiers Les frais financiers sont fonction de la dur e d amortissement consid r e du taux d int r t et du taux d annuit fixe amortissements et int r ts 14 4 1 Les charges financi res et amortissements On admet comme dur es d amortissements pour les petites centrales hydrauliques 30 ans pour le g nie civil et 20 ans pour le reste Dans la pratique il est extr mement compliqu de trouver un partenaire bancaire qui accepte de financer un projet pour plus de 20 ans Le probl me est que pour une banque un tel projet ne peut pas s identifier un projet immobilier ou un projet industriel c est en fait les deux la fois Pour les deux variantes on a des charges financi res et amortissements pour SFr 214 028 43 par an pour un taux d int r t de 5 14 4 2 Les charges d exploitation Les charges d exploitation sont d finies selon les instructions en la mati re de OFEN et de cas pratiques Dans les deux cas ces charges sont identiques soit SFr 285 528 43 par an y compris les charges financi res et amortissements Sans les charges financi res et amortissements on a SFr 71 500 par an 14 4 3 La marge b n fi
373. t wenig Wasser zum R terichsbodensee str mt und ein gleichzeitiges Entlasten des R te richsbodensees mittels seinem Grundablass 600 3 Volumenstrom m s 0 5 10 15 20 25 30 35 Variante Nr 301 Summe aller Zufl sse Zeit Stunden exe Variante Nr 301 Summe aller Abfl sse Variante Nr 302 Summe aller Abfl sse Figur 10 Grimselsee Volumenstr me der Zu und Abflusse bei PMF f r die Varianten 301 und 302 1 200 3 Volumenstrom m s 0 5 10 15 Zeit Stunden Variante Nr 303 Aare Abfluss Summe aller Zul ufe 35 Variante Nr 302 Aare Abfluss A Variante Nr 301 Aare Abfluss Figur 11 Volumenstr me des Total der Zul ufe und der Abfluss der Aare bei Handeck bei PMF f r die Varianten 301 303 Die Figur 11 zeigt die Abflussvolumenstr me der Aare bei Handeck f r die verschiedenen Varianten im Vergleich zu dem totalen zufliessenden Volumenstrom Deutlich erkennbar ist die Reduktion der maximal denkbaren Abflussspitze von 1097 m s um 31 auf 761 m s Variante 301 Zus tzliche D mpfung des Volumenstromes in der Aare bei Handeck kann durch Speiche rung in vorgelagerten Speicherbecken erzielt werden Bei einer vollst ndigen R ckhaltung des Hochwassers k nnte der Volumenstrom praktisch vollst ndig eliminiert werden Dies bedingt eine vorsorgliche Absenkung der Speicherbecken Dies wurde vorg
374. tation maximal Un plan d eau situ ce niveau a une influence sur les digues lat rales et oblige leur rehaussement sur pr s de 2 km Dans la suite du rapport d tude quatre types de digues diff rents sont propos s 61 Henri CIVIER 62 Des digues vocation cologique dont la cr te est long e par des hauts fonds prot g s par un cordon bois Des digues pr sentant plage de graviers et acc s pi ton permettant l acc s des personnes la retenue Des digues servant de transition entre les deux types de digue cordon bois dense combin un liser d helophytes Des digues en bordure du Rh ne cordon bois en cr te Tous les types de digues ont des berges prot g es contre les variations de niveau dues au marnage 4 2 Gestion du marnage Influence de la superficie Pour un niveau d exploitation donn le principal param tre distinguant la r ponse au marnage des diverses variantes est la superficie L influence de celle ci a t analys e l aide d un programme mis au point par d autres intervenants du projet Synergie Ce programme permet d effectuer une simulation mettant en jeu gestion du marnage et production hydro lectrique sur des sites th oriques Plusieurs sites ont t ainsi simul s sur une ann e de mesures de d bits dans le Rh ne A un niveau d exploitation fix par le passage de la crue de projet la simulation d un site de 40 ha et d un site de
375. te sowie die Ver nderung des Bettes aus Flussablagerungen Absetzung oder Erosion im Gew sser unter den nicht station ren Bedingungen prognostizieren Die Gleichun gen der Massen und Energiebilanz der Wasser Feststoffmischung in Naturgew sser mit belie biger Geometrie in nicht station ren Bedingungen werden gleichzeitig gel st 7 VARIANTENSTUDIUM DER MASSNAHMEN 7 1 Varianten bersicht Die analysierten Varianten sind in folgender Tabelle kurz beschrieben Es wird zwischen zwei prinzipiellen L sungsgruppen unterschieden festen und schwimmenden Wasserfassungen Gruppe 1 Gruppe 2 Festen konventionellen Fassungen Schwimmenden Wasserfassungen WF nach Lage im Fluss WF nach Position Technik Frontala Seitliche WF Tyrolische Pfeiler bertragungs Schwankenden Masten WF me Masten 0 v 0 0 v v Seitliche Wasserfassung mit Pumpen V2 1 V 2 2 V1 1 Schutzbecken mit Zufluss von abw rts Pumpenwahl Senkrecht zum Fluss V1 2 Schutzbecken mit seitlichem Zufluss Anzahl Masten Parallel zum Fluss V1 3 Schutzbecken mit Sandfang auf der Lonza Briicke V1 4 Wasserfassung mit Buhnen Unbewegliche Version V1 5 Wasserfassung mit Schiebern Bewegliche Version V1 6 Gespreizte Seitenw nde Aufrollbarer Mast V1 7 Querwand aufw rts abgesenkt Verstellbarer Mast V1 8 Ufer zur ckgezogen Buhne Selbstorientierender Mast V1 9 Gespreizte Seitenw nde Gitter Pfeiler Variante EPFL LCH 1996 T
376. tem II und der entsprechenden Modellie rung 3 GRUNDLAGEN UND BENUTZE DATEN Die Grundlagen dieser Arbeit stammen einerseits von der KWO AG und anderseits von der EPFL wo das Computer Programm Routing System II entwickelt wurde Routing System II er m glicht die Simulation der Entstehung und Fortpflanzung von Hochwasserwellen in komple xen hydraulischen Systemen Die verwendeten Daten basieren auf Informationen Daten und mathematischen Beziehungen die von der KWO AG zur Verf gung gestellt wurden Da die Daten unvollst ndig waren muss ten vereinzelt f r spezielle extreme Situationen Annahmen getroffen werden Alle verwendeten Daten sind in Excel Dateien zusammen gestellt Ab diesen Files wurden die einzelnen modellier ten Elemente gespeist 93 Carl Arthur EDER 94 4 ROUTING SYSTEM II ANLEITUNG UND BENUTZERHANDBUCH Modellierung der Fortpflanzung eines Hochwassers in einem hydraulischen System 4 1 Grunds tzliches Das in vorliegender Diplomarbeit verwendete Computerprogramm Routing System II ist eine neue und erweiterte Version des Computerprogramms Routing System welches wie sein Vor s nger am Laboratoire de constructions hydrauliques LCH der EPFL entwickelt wurde Rou ting System II ist ein Werkzeug f r die Planung und f r die Definition von optimalen Betriebs weisen von komplexen hydraulischen Anlagen wie Wasserkraftanlagen und Hochwasserschutzsystemen Zudem erlaubt es eine gesamtheitliche und vernetzte Betrach
377. tential seems limited because of advanced development but also due to environmental and political reasons The purpose of the pre sent study is to assess the contribution of hydropower to electricity demand during the first half of 21 century The remaining part was evaluated from available data on technical potential of each country of this region and also on the share which were already developed so far today Political and environmental concerns as constraints to future development of new large hydropower plants were taken into account The absolute and relative contributions of residual hydro power potential were assessed Possible effects of global warming and probable impacts of liberalization of electric ity sector on future investment in electricity s production technologies decisions were also taken into account 177 Mohamed Masmoudi SAIZONOU 1 INTRODUCTION Le parc de centrales lectriques de l Europe est un mixe de plusieurs technologies faisant appel l ensemble des nergies primaires Sa configuration dans chaque pays d pend des disponibilit s des sources d nergie primaire et de la politique nerg tique nationale Le niveau de la demande d lectricit est fonction du d veloppement conomique d mographique du mode de vie et des pratiques de ma trise de la consommation nerg tique Ceci exige que l ad quation de l offre soit anticip e Le pr sent travail analyse pour la p riode allant de 2000 a 20
378. the Flood Polder and on the water levels upstream of the inlet structure Obser vation of its effect upon the sediment volumes deposited as in the river as well in front of the gates has been effectuated And in dependence of the obtained results its necessity has been evaluated The purpose of making experiment for sediment transport investigation is to observe how the sedimentation body behaves to determine the sediment transport rates into the Flood Polder if there is some and in the river so as to enable investigation of the deposition process The mentioned process is utterly unfavorable for the proper inlet structure function Deposition of sediments stones and wooden debris may lead to gates blockage endangering the construc tion function reducing the inlet capacity and the storage volume and as result the flood mitiga tion of the area would be endangered That is why the sedimentation transport may be investi gated and controlled The project has been managed in cooperation with engineering consultant company RMD Consult GmbH Unterf hring Germany They have committed crucial hydrological data re lated to the studied river 2 PRELIMINARY WORK FOR THE MODEL EXPERIMENT 1 4 1 i m PEEL EEE TEE STATE TESTS ESSAI ELLE EEELEELEEELE EEE EES fs if lt 2 H FLAP F 1 fj r EEE EE Directed in the river flow if sunshine Flood plain i A PG N River banks orto eto A
379. the basis of surveys floods in mountainous re gions has the form of an asymmetric bell corresponding to a modified statistical distribution of Maxwell Figure 21 shows the hydrographs for this study 180 160 amp 100 years return period 1960 flood event 140 I October 2000 flood event Annual flood N Discharge m s a A N 16 24 32 40 48 Time h x Figure 21 Floods hydrographs used in the study 145 Marcelo LEITE RIBEIRO The estimated return period for the October 2000 flood event is between 5 and 10 years while the highest flood measured 1960 has a return period between 30 and 40 years Since there are no measurements for the concentration of the sediments in this reservoir and it is commonly ac cepted that during flood events in Alpine rivers high concentration of suspended sediments can occur a concentration peak of 15 g l was adopted According to De Cesare 1998 who ana lyzed concentration measurements in an Alpine river during one entire summer this value can even be exceeded In order to estimate the influence of the concentration of turbidity currents in the Livigno Reservoir an exceptional value of 30 g l was also simulated The form and time evo lution for the concentration is also based on the same distribution The peak time for the concen tr
380. the designer to evaluate different alternatives of a project according to head discharge and location After the standardization procedure the final volumetric curves and cost functions were implemented in an existing optimization program called POPEHYE This software al lows a step by step design and optimization for economical analysis of the basic components of a project to select the optimum design discharge or hydraulic power for a certain head This stan dardization and optimization represents a practical guideline for better realization and implemen tation of a small hydropower project RESUME Les composants structurels d une mini centrale hydro lectrique a haute chute sont la prise d eau le dessableur la galerie ou la conduite d amen e la chambre de mise en charge ou d quilibre et la conduite forc e La standardisation du dimensionnement de ces ouvrages a t effectu e pour mener a l tablissement d abaques Ces derniers comprennent notamment les caract ristiques g om triques et volum triques des ouvrages ainsi que leur design typique pour un avant projet Les courbes volum triques standard volumes de b ton armatures remblais d blais en fonction d une variable telle que le d bit quip permettent une bonne approximation du co t total d un projet de mini centrale bas e sur les prix du march Cette standardisation aidera l ing nieur concepteur valuer les diff rentes variantes de projet en fonction du d
381. tinues pre di mensioning of the main structures for optimum design discharge However detailed design of all components is normally accomplished during standardization procedure and it is just enough to determine the geometry and dimension of structures by using the standard graphs and proposed equations Mohammadreza ANDAROODI 10 Cost of different components Headrace canal Settling basin i Total cost C CHF Annuity factor Interest rate mortization time a i n yr n Annual cost C_ CHF yr ER Energy production an Annual volume of water Global a E kWh yr Vol m yr n Production cost P CHF yr vel Energy sale price P sale CHF kWh Design discharge Benefit Q m s Be CHF yr Economic efficiency ne Maintenance cost Cm CHF kWh Figure 11 Flow charts of optimization process in economical analysis POPEHYE Ver2 2 Figure 12 shows an example of economical analysis of a small hydro project According to this last Figure the designer is able to select the optimum design discharge for the project with compromise and judgment through the economic parameters On the other hand the sensibility analysis should be done with attention to providing minimum production cost minimum invest ment that is necessary for each kWh of energy production maximum net benefit the benefit which is gained each year by construction of a small plant and maximum economic efficiency ratio of net benef
382. tion du centre de la ville de Rolle Vint gration paysag re des quipements propos s et une valuation financi re du projet en relation avec la diminution des dangers Les points forts du travail acad mique sont la m thode d optimisation du volume de la r tention et la mod lisation num rique du laminage avec deux r servoirs reli s par un d versoir a seuil pais 1 INTRODUCTION 1 1 Pr ambule Le 8 juin 1996 un orage exceptionnel a provoqu des inondations et des d g ts importants la ville de Rolle aux routes communales et cantonales l autoroute Lausanne Gen ve ainsi qu d autres ouvrages importants r pertori s dans ce secteur Heureusement aucune vie humaine n a t v ritablement mise en danger lors de cette crue Des v nements semblables se sont reproduits plusieurs fois ces derni res d cennies et au vu de leur potentiel d vastateur ont pouss les communes concern es cr er une Entreprise de Correction Fluviale ECF L ECF dirig e par le Service des eaux sols et assainissement SESA du canton de Vaud a mandat le bureau d ing nieurs conseils B Schenk SA Nyon pour les tudes hydrologique et hydrauliques du bassin versant 5km2 Le pr sent travail entre dans le cadre de ce mandat 1 2 Etendue du travail Le travail de dipl me comporte les points principaux suivants e La synth se des tudes g n rales et l assimilation des m thodes utilis es soit l initiatio
383. tion wurden die repr sentativen L sungen jeder Variantengruppe ausgew hlt In der Gruppe 1 wurde als Hauptkriterium das Versandungs risiko w hrend der Sp lungsoperation vom Gebidem sowie w hrend des Hochwassers einge setzt Die beste L sung mit kleinstem Versandungsrisiko stellt die Variante 1 9 dar Variantengruppe 2 In der Gruppe 2 wurde als Ausscheidungskriterium die Gebrauchstauglichkeit w hrend der Ge bidemsp lung sowie bei Niederwasser festgesetzt Eine Fassung mit bertragungs Masten kann dieses Kriterium mit weniger Sicherheit als eine Fassung mit schwankenden Masten ge w hrleisten Eine Fassung mit schwankenden Masten von oben Festpunkt am Ufer ist geeigne ter bez glich Niederwasser als eine Fassung mit dem Festpunkt im Flussbett Eine schwimmen de Wasserfassung funktioniert am besten wenn sie das Wasser von der Flussmitte einsaugt Als Schutz vor Geschwemmsel totem Holz usw dient ein Schutzring aus ausgesteiften und speziell konstruierten Stahlblech Eine oder zwei Wasserfassungen 200 Neue Rhonewasserfassung Lonza AG Walliser Werke Visp Ob eine Qins 6 0 m s oder zwei jeweils Qin 3 0 m s Wasserfassungen installiert werden m ssen ist vorwiegend vom K hlwasserbedarf der LONZA abh ngig Aus der j hrlichen Ab flussganglinie kann geschlossen werden dass der Rhoneabfluss w hrend mehr als 4 Monaten im Bereich des Niederwasserniveau ca 6 0m s liegt Unter diesen Bedingungen kann das er forderlich
384. tissement du barrage sur 25 ans autres installations sur 25 ans Totala co t annuel 98 776 03 Sfr Energie annuelle production 463000 kWh Prix revient 21 33cts kWh 8 CONCLUSIONS Le sc nario 3 a savoir l exploitation hydro lectrique est possible a un prix de revient acceptable qui est de l ordre de 20 cts kWh les co ts tant estim s avec prudence La reprise d une exploitation hydro lectrique du canal est tout fait envisageable aussi du point de vue cologique Le sc nario 2 a savoir le maintien du status quo accompagn d une mise en s curit a un prix que les propri taires doivent prendre en charge de toute facon alors qu il n y a pas de revenu associ Le sc nario 1 a savoir le d mant lement complet du canal a certainement un prix bien plus lev que le sc nario 2 et semble peu r aliste 164 Behavior of submerged unsaturated soil under the effect of rapid drawdown and wave Comportement d un sol submerge non satur sous l effet d un abaissement rapide du niveau d eau et de vagues Sitaram Neupane Soil Mechanics Laboratory EPFL CH 1015 Lausanne Switzerland ABSTRACT It might not be an exaggeration to mention that some recent developments in un saturated soil mechanics have been widely ignored in engineering practice though attempts are still being made to understand more on the behaviors of unsaturated soils In engineering prac tice soils below piezometric line are usually con
385. total sediment load deposited inside the lake may be reduced and guided to the power intake when applying the previous mentioned two technical measures 11 the lengths of the two guide walls are crucial for directing the flow in an optimal way and iii the construction of either groins on the opposite shore or artificial arc shaped islands in the middle of the lake channel the flow over the whole investigation area and bring it directly to the power intake 2 THE PROJECT SITE The construction works began in the G bsensee Reservoir in September 1898 The G bsen see west and north dams are earth dams The spillway a free overflow type with a capacity of 15 m s is located on the G bsensee east dam a gravity dam that has a height of 23 50 m Its crest is 96 m long and the volume of the dam is 9 450 m The toe foundation is 15 m wide while the foundation depth is 6 m All dams were constructed on solid rock The operation water level was fixed at 682 30 m a s l Figure 2 present the localization of the reservoir in Switzer land an overview of the reservoir as well as a photo of the G bsensee west dam Sedimentation in the G bsensee Numerical modelisation and optimization of technical measures to reduce sedimentation inside the lake a b Figure 2 a Project site location in Switzerland b aerial view the reservoir and c picture of the Giibsensee west dam The lake surface area is 0 17 km and its catchment is 0 68
386. try of the flow region as well as the bound ary conditions have been well designed respecting the prototype dimensions and characteristics Figure 9 shows the numerical simulation of Drop shaft of Vignes d argent using Flow 3D software Q 4 17 m s on prototype By widening the outlet orifice Fig 9 b while maintain ing the in trance flow the air core in the vertical shaft is increased In other words this modifi cation improves the capacity of the system This capacity enhancement can be obviously ob served in the cross section of Z 453 m on prototype figure 10 35 000 l l l 31 O 7 75 Bahareh DOROUDIAN 76 Figure 10 Cross section X Y of the vertical shaft z 453 m on prototype a before and b after wid ening the outlet orifice Following the modification a larger air core is observed in the vertical conduit and the capacity of the conduit is increased than before 4 DISCUSSION AND CONCLUSION In order to review the limitations of Vignes d argent drop shaft system situated in Lausanne city experimental and numerical investigations were achieved In order to increase the hydraulic capacity of the upper part of the system a physical model with scale 1 10 5 was realized in labo ratory of hydraulic construction at EPFL Based on the experimental results a numerical model could be calibrated and used to simulate the hydraulic behavior of the system First the physical model was tested under d
387. ts an estimate of the critical factors that affect a possible fluidization process T 1 7 ne t CUS A en 14 i Eyf 5 n 1 S gt where t is the critical time for fluidization yo the water depth of the soil water boundary 1 the critical gradient of soil y the unit weight of wa ter o the rate of external pressure drop k the permeability of the subsoil n the porosity of the subsoil and S is degree of saturation in the subsoil Equation 14 is valid only for one dimensional situations in which the compressibility of water is substantially greater than that of the soil skele ton the soil surface is unprotected and the external pressure drop is a steady one Equation 14 k can be interpreted to be composed of two groups having the dimensions of velocity ES n 4t representing the soil property parameters and representing external loading pa T Yo I Yw rameters If the velocity associated with the external loading is greater than the velocity associ ated with the soil properties then fluidization occurs In that case the soil cannot respond quickly enough to the loading that is introduced by the external pressure drop K hler amp Koenders 2003 also developed an endoscopic technique for direct visualization and measurement of subsoil fluidization in a controlled environment Microscopic examination is carried out to observe the process of fluidization verifying the above formula and clearl
388. ts et on trouve ponctuellement en son sommet quelques arbres et arbustes La rive gauche est plus abrupte et plus naturelle La berge est occup e par un cordon bois Le site est marqu par la pr sence d une digue en ma onnerie et en bloc de moellons avec un pied de chute en rondins Cet ouvrage induit actuellement une hauteur de chute de 2 3 metres environ en d bit faible moyen En amont de cette derni re le Doubs pr sente un faci s d coulement lent en travers du lit de la rivi re En aval la pente est plus lev e et les faci s d coulements plus diversifi s La couronne est rod e sur pratiquement toute sa longueur de plus un trou a t creus par l eau La solidit et la s curit de l ouvrage ne sont plus garanties suite a un manque d entretien 6 ETUDE HYDROLOGIQUE 6 1 Etude hydrologique L tude hydrologique pour but de d terminer la quantit d eau d un cours d eau en fonction des pr cipitations sur un bassin versant La connaissance de la quantit d eau disponible est galement possible par l interm diaire de la station hydrom trique f d rale de l office des eaux et de la g ologie OFEG de Ocourt aux coordonn es 572 530 244 460 Dans notre cas on va utiliser les donn es hydrologiques de l OFEG Ocourt pour d terminer la courbe des d bits class s Les derni res donn es disponibles actuellement sont ceux de 2003 Pour d finir la courbe des d bits class s avec un
389. ts hydrauliques incluant les barrages et leurs ouvrages annexes les grands comme les petits am nagements hydrauliques la s curit des barrages la sedimentations des r servoirs les prises d eau industrielles en riviere les r seaux d assainissement les am nagements de cours d eau et les mesures de protection contre les crues les coulement en milieux poreux la gestion des eaux et des dangers naturels et finalement les aspects de d veloppement de hydro lectricit La haute qualit des travaux r alis s d montre que les nouveaux dipl m s ont acquis les comp tences scientifiques et professionnelles n cessaires pour g rer des projets complexes dans le domaine des am nagements hydrauliques en qualit de d ing nieur chef ce qui tait le but du MAS A ce niveau de connaissances ils vont certainement contribuer avec succ s au grand d fi de ce si cle qui est de satisfaire les besoins vitaux en eau sur notre plan te Nous aimerions remercier toutes les personnes qui ont contribu l enseignement toutes les entreprises et bureaux d ing nieurs qui ont accueilli les tudiants trangers comme stagiaires et qui ont propos s des sujets d tude Nous remercions galement toutes les personnes qui ont suivi ces travaux de fin d tudes et particip comme experts au jury Finalement nous remercions le Dr Giovanni De Cesare qui a r alis la compilation finale de la pr sente communication Master of Advanced Studies MAS
390. turn is the function of degree of saturation and of porosity for water and function of degree of saturation only for air Fig 3 b as is given below in Equation 13 169 Sitaram NEUPANE In Equation 13 nl and n2 are material constants n is the actual porosity no is the initial poros ity S is the degree of water saturation as usual and S is the residual degree of saturation kY pgs kr nl 7 where k S and k 13 n2 and ke 2 1 S S 1 S 3 CASE STUDIES 3 1 General Davis et al 2003 reviewed variety of geotechnical situations with external fluctuating pres sures acting on both protected and unprotected sandy soil bed in shallow water to find that time varying pressure loading contributes to soil deformation fluidization and hydraulic failure as well as vulnerability to erosion and scouring External pressure changes may take at the surface of a seabed or inland waterway and are caused either by waves which in turn may be caused by ship movement or by rapid drawdown for example in a ship lock 3 2 Fluidization due to drawdown Fluidization is a process similar to liquefaction wherein the skeletal stress at a granular material vanishes When the effective stress reaches zero the entire external loading is borne by pore fluid alone then fluidization starts Kohler amp Koenders 2003 have developed following simple formula based on one dimensional Biot s consolidation equation which permi
391. u Lac Niveau de la rivi re aval Week end Figure 3 Evolution des niveaux amont aval sur une semaine hivernale type 63 Henri CIVIER Le concept de passe poissons propos tient compte de cette r partition des niveaux dans le temps et tente de donner un maximum d espace au d veloppement d un troncon de riviere naturel Son fonctionnement hydraulique se distingue en deux modes op ratoires d crits ci apr s Le texte se r f re la vue en plan ci contre et au profil en long ci apr s Centrale Passe bassins Figure 4 Rivi re poissons vue en plan Fonctionnement principal La rivi re fonctionne suivant ce mode pendant 80 de l ann e durant cette p riode la retenue est remplie et oscille sur le premier m tre en dessous du niveau maximum d exploitation L alimentation de la rivi re se fait par l interm diaire du canal d amen e Un d versoir r alis par une rampe rugueuse en sortie du canal contr le le d bit pouvant s couler dans la rivi re rampe amont A l aval quand le Rh ne est bas p riode hivernale un autre d versoir rampe aval garantie un niveau minimum dans la rivi re et lorsque le fleuve est haut p riode estivale 1l vient submerger le d versoir et son niveau influence alors le niveau de la rivi re Rivi re poissons longueur totale 720 m pente moyenne 1 1 Q 2 5 m3 s 3 41
392. u projet comprend des zones urbaines ou b tir 90 incluant des petites et moyennes industries des b timents r pertori s ou prot g s des surfaces vertes ou agricoles situ es proches ou l int rieures de zones urbaines des zones de protection S1 S3 Les solutions projet es doivent permettre e Contr ler l inondation entre l autoroute et la confluence du Flon de Tartegnin avec le Famolens e Ma triser l inondation de la confluence aux voies CFF savoir viter que l inondation ne se reporte vers l aval e Emp cher l inondation de la ville La crue de projet Q100ans soit l v nement du 8 juin 1996 reconstitu cette crue devra tre enti rement contr l e et les ouvrages dimensionn s en fonction La crue extr me EHQ l amplification de la crue de projet cet v nement n entra nera que des risques r siduels au sens des directives f d rales 3 2 Objectifs cologiques Les cours d eau du bassin versant ont subi des corrections importantes entre 1870 et 1940 Seuls quelques tron ons en g n ral sur de courtes distances sont rest s dans leur tat naturel Le ruisseau de Famolens et le Flon de Tartegnin dans leur partie amont sont relativement naturels quelques seuils et barrages A l aval dans l agglom ration rolloise ils sont corrig s cunettes en b ton enrochements profil trap zo dal Le Flon de Tartegnin pr sente un tron on naturel entre l autoroute et la confluence
393. und die Aare bei Handeck dargestellt Um einen gesamtheitlichen berblick zu erhalten wurden die Resultate der verschiedenen Varianten in Diagrammen zusammengefasst Die Fi guren 6 bis 8 stellen die wesentlichen Resultate dar und sie werden im Folgenden kurz erl utert Figur 6 zeigt den Verlauf des Wasserspiegels im Grimselsee Je gr sser der abgeleitete Volu menstrom ist umso tiefer ist der Wasserspiegel am Ende der Betrachtungsdauer In der Erl ute rung rechts der Figur ist neben der Variantennummer auch die Abflussleistung vermerkt Da die drei Abflussorgane stark unterschiedliche Leistungen aufweisen sind die Resultate auch ent sprechend unterschiedlich Bei der Variante 212 f llt der starke Anstieg nach 12 Stunden auf Begr ndet wird dieser Ef fekt mit der Tatsache dass die einzelnen Ablassorgane schrittweise geschlossen werden und ab 15 25 Stunden alle Organe geschlossen sind Die Figur 8 zeigt unter anderem die Abflussleis tung der Abflussorgane in Funktion der Zeit Die Wasserspiegelkurve der Variante 212 zeigt dass sich diese aufgrund des gew hlten Betriebsverlaufes eignet um unmittelbar vor einem Hochwasser die Speicherreserven zu vergr ssern so dass die Spitze eines Hochwassers gebro chen werden kann siehe Figur 6 Variante Nr 208 0 m3 s alle Auslassorgane zu Variante Nr 212 96 0 m3 s Auslassorgane schliessen schrittweise A Variante Nr 201 96 m3 s alle Auslassorgane offen 1 872 1 870 1 868 1
394. upstream of the rack Standardization of civil engineering works of small hydropower plants and development of an optimization tool Figure 2 a Tyrolean intake structure b Trashrack c Typical profile with trashrack section In many countries residual flow is regulated by a national law that is based on hydrological studies and flow duration curve This is a discharge that has to be released downstream of the intake structure in a river for environmental reasons Once the residual discharge is de fined the hydraulic devices ensuring the achievement of this target must be implemented in the intake design 2 2 Design criteria The dimensions of the Tyrolean intake must be sufficient to capture all the water for the design discharge According to the shape of the trashrack head losses approach flow regime and de sign discharge the dimensions of a tyrolean intake are based on the following formula 1 O cu BL Dr 1 Where L intake length over the trashrack m B trashrack width m Q design flow m s h water depth at upstream end of the trashrack m u discharge coefficient c trashrack coefficient f a b B B slope angle of the trashrack a opening between the bars mm and b center spacing of bars mm In this study the dimension ratio of rack bars a b are 1 3 1 2 2 3 the recommended net opening between bars a are 20 to 40 mm and the trashrack angle B is between 30 an
395. ur de courant Il est mis en rotation par la turbine en g n ral par un accouplement direct ou par un syst me de Projet de petite centrale hydraulique sur le Doubs Etude de faisabilit et de rentabilit transmission Dans le projet le choix se porte sur un g n rateur synchrone pour des raisons de rendements 9 CALCULS ET ANALYSES DE PRODUCTION Le calcul de la production d nergie lectrique est la grandeur qui permet le calcul de la rentabilit d un ouvrage 9 1 M thodologie pour le calcul de la production Mesurer la chute brute Relev des d bits instantan s Etablir la courbe des d bits class s moyenne sur plusieurs ann es Fixer le d bit turbin et le d bit r siduel D finir la chute nette en fonction des d bits et des pertes de charges Calculer la puissance lectrique en fonction des rendements de la turbine et du g n rateur e Calculer la production annuelle de l installation en fonction du temps de fonctionnement de cette derniere 9 2 Le calcul de production Le calcul de production est r alis pour les 3 variantes et selon 2 modes Comme dans le projet de construction il est pr vu d installer un clapet de vidange dans le barrage le mode de fonctionnement de la centrale peut tre avec r gulation du niveau amont ou sans r gulation du niveau amont 9 2 1 Les R sultats Projet Moulin du Doubs Ocourt niveau amont stable Fame Sye ume I 2 I 5 Denona ra 0 a
396. ur objectif principal la production d nergie les am nagements imagin s doivent tre compris comme des appuis la correction du Rh ne et ont donc tous pour objectif principal la r gulation du marnage du fleuve Ce dernier li au turbinage discontinu des grands lacs d accumulation p jore grandement la qualit des rives en cr ant une zone morte sur celles ci o les variations de niveau sont la fois de trop grande amplitude et trop fr quentes pour qu un d veloppement cologique y soit possible En plus de la gestion du marnage du fleuve les variantes tudi es pr sentent des objectifs plus classiquement rencontr s sur des am nagements fluviaux tels que production hydro lectrique loisirs nautiques revitalisation de milieux naturels ou encore cr tement de crues Ce document fait la synth se du travail effectu d abord au travers d une pr sentation des variantes tudi es et de la m thodologie employ e puis en exposant les principaux r sultats et conclusions de l tude 2 PR SENTATION DES VARIANTES 2 1 Avant propos Les sites devant accueillir les am nagements tudi s en variante ont t d termin s dans une phase du projet pr alable cette tude l issue d une visite de terrain effectu e par un groupe d experts affili s au projet Ces sites sont tous compris entre Martigny et Sion en effet une retenue situ e en amont de Sion n aurait que peu d effet sur le marnage jou
397. urope de Ouest au cours de premiere moiti du XXI si cle 2000 2050 Harrison G P amp Willington H W 2002 Impact of climatic change on hydropower investment Proceedings of the 4th International Conference on Hydropower Development Hydropower 01 19 22 June 20011 Bergen Norway pp 257 261 Harrison G P amp Willington H W 2002 Analyzing Climate change risk in hydropower devel opment Proceedings of Conference HydroVision 2002 29 July 2August 2002 Portland Oregon USA Tchouate P 2003 La filiere hydro lectrique Aspects technologiques et environnementaux Universit Catholique de Louvain Unit TERM Working Paper N 5 Esnault B 2002 Nouvelles Formes de march s lectriques et choix d investissement Cahier de recherhe du Centre de g opolitique de l energie et des matieres premieres CGEMP N 1 2002 mai 2002 Linari A et al 1997 Economic and Financial constraints for hydroelectric power plants Hydropower and other Renewable Energies Study Committee ref O3005Ren9716 Lorenzoni A et al 2004 Strategic Study for the Development of Small Hydro Power in the European Union Institut di Economia delle Fonti di Energia IEFE ESHA ALTENER Lehner B et al 2001 Europe s hydropower potential today and in the future EuroWasser Model based assessment of European water resources and hydrology in the face of global change chap 8 Center for En
398. urs de sortie des galeries d amen e vers le chemin form par les les et murs de guidage submerg s est galement propos e La mod lisation de ce concept a t effectu e l aide du mod le tridimensionnel FLOW 3D et l analyse des r sultats fait appara tre une am lioration de la concentration de l coulement sur le chemin entre l entr e et la sortie du r servoir d environ 50 1 INTRODUCTION This study is focusing on reducing the sedimentation in the G bsensee Reservoir located in the Canton of St Gallen Eastern Switzerland The reservoir is created by three dams G bsensee 13 Islam M AWAD 14 east dam 23 50 m high and G bsensee west and north dams 17 m high The mean annual hy dropower production amounts to 33 GWh with an installed capacity of some 15 MW maximum discharge of 18 m s and a mean head of 70 m The power plant is working as a daily storage plant The hydropower scheme is owned by the St Gallisch Appenzellischen Kraftwerke AG SAK The reservoir has a maximum length of 1 165 m and a maximum width of 265 m while the average depth is 12 m but decreased to 5 m in front of the two inflow galleries due to sediment deposits These two galleries diverting waters from two upstream rivers into the reservoir are feeding the lake with water while there is one power intake on the opposite shore Figure 1 A survey study shows that the reservoir has lost 25 of its 1 47 million cubic meter
399. us expected less sediment deposits Furthermore the construction of such small islands offers major opportunities as a nesting and breeding site for birds and amphibious animals The specific ecological conditions of such a site attract migrating and wintering birds due to the absence of direct human disturbances This measure has therefore a significant ecological advantage as it could be an environmentally inte grated solution and increased the value of the already outstanding landscape It could be a typical win win situation for all involved stakeholders ACKNOWLEDGMENTS This research is financed by the St Gallisch Appenzellischen Kraftwerke AG SAK Switzer land It has been performed within the frame of the training program and the Master of Ad vanced Studies MAS Project of the Postgraduate studies in Hydraulic schemes 2003 2005 edi tion realized at the Laboratory of Hydraulic Construction LCH from the Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne EPFL REFERENCES FLOW ED Manual User s FLOW SCIENCE INC a New Mexico corporation Owner or Li censor Graf W H Hydraulics of sediment transport McGraw Hill New York 1971 Water Resources Publi cations Littleton Colorado Reprinted 1984 21 22 Lufttransport im Klassischen Wechselsprung Beobachtungen zum Lufteintrags und Luftaustrags Verhalten Aeration behaviour of the classical hydraulic jump Comportement d aeration du ressau
400. usante dos sedimentos j depositados 141 Marcelo LEITE RIBEIRO 1 INTRODUCTION Sedimentation due to turbidity currents is a subject of major importance in Alpine reservoirs Over the years as the sediments accumulate the reservoir looses its storage capacity The sedi ments can also reach intakes and greatly accelerate abrasion of hydraulic machinery decreasing its efficiency and increasing maintenance costs Other problems can be the blockage of bottom outlet structures or damage to gates that are not designed for sediment passage Turbidity currents are the flows driven by density differences caused by suspended fine solid material in an ambient fluid They can occur under different forms depending on the density of the current Normally they can be separated in 2 parts the front or head which has the pressure gradient due to the density difference between the front and the ambient fluid ahead of it as the essential driving forces and the body with the gravitational force of the heavier fluid as driving force The flow in the front is unsteady while for the body the flow can be considered as being steady In turbidity currents the quantity of the suspended sediment is not conserved and it is free to exchange with the bed sediment by means of bed erosion and deposition It can cause self acceleration of the turbidity by entrainment of bed sediment Figure 17 illustrates the typical tur bidity current Dam
401. uts multiples en riviere 6 VARIANTE RETENUE PERSPECTIVES La variante B est propos e a l issue de l analyse multiobjectifs Elle pr sente en effet la meilleure note vis a vis de la gestion du marnage alli e a une robuste combinaison d objectifs secondaires Un estimation grossi re du co t de cette variante fait appara tre une somme de 206 millions de francs hors achat de terrains Un tel investissement serait dans le cas d un am nagement a vocation uniquement hydro lectrique consid rable si on devait le rentabiliser a l aide des 50 GWh productibles par ann e co t de revient 16 cts kWh achat de terrains inclus pour 10 du co t du projet Cependant la plus value principale des am nagements tudi s tant li e a la r gulation du marnage il est possible d imaginer qu une partie des co ts de construction soit reprise par des parties cologiquement int ress es Dans ce contexte si l on consid re que l exploitant hydro lectrique n a a sa charge que le co t de la centrale et du rehaussement des digues le co t de revient de l Energie produite passe a 6 cts kWh On peut ainsi dire que si l tude de variantes a permis de valider la faisabilit technique des am nagements projet s la faisabilit conomique de ces projets d pend quant elle de la possibilit de r partir les investissements entre plusieurs intervenants Enfin il est vraisemblablement possible d optimiser le concep
402. utzung des Grimselsees f r die Stromproduktion w h rend einer Periode von 5 Kalender Jahren wesentlich einschr nkt M glicherweise wird die Stromproduktion sogar zeitweise vollumf nglich verunm glicht weil nicht nur an den Sperren gearbeitet wird sondern es sind auch gr ssere Aktivit ten im Seebecken vorgesehen 6 2 2 Modellabgrenzungen _ LA a g Ti Dusa 101 a TOT SON a eee lk Si nn on eh er 2 I rO IS A Grunde OA Be ae af dirdir a g te a of ZA mit I p g EF HA 3 Turbine BAC RS LA AAA 3 Tortie A A lA Aink ES ai nl a a a a a JHAJ LE 4 a Trin Grundablass RAIKI HAJ HA Turbina Sa LL Ses A Aare d Aare Figur 2 Basis Modell fiir die Simulationsrechnungen mit Q20 Das Modell umfasst sowohl das gesamte Einzugsgebiet des Grimselsees sowie den R terichs bodensee mit seinen nat rlichen und k nstlichen Abfl ssen bis und mit Aare unmittelbar nach 95 Carl Arthur EDER 96 Handeck siehe Figur 2 Anlageteile die w hrend der ganzen Bauzeit nicht zum Einsatz vorge sehen sind sind daher im Modell nicht ber cksichtigt 6 2 3 Spezifische Annahmen Folgende spezifischen Annahmen wurden getroffen 6 2 4 Zum Schutz der Baustelleninfrastruktur vor berschwemmung wurde die maximal zul ssi ge Kote im Grimselsee auf 1872 m M festgelegt Bei tiefem Wasserstand des Grimselsees und einem Hochwasser muss mit entsprechend hohem Sedimentsanteil g
403. vironmental Systems Research University of Kassel Mimikou M A amp Baltas E 1997 A Climate change impacts on reliability of hydroelectric en ergy production Hydrol Sci J 42 5 pp 661 678 World Energy Council 2001 Challenge of Turkey in Dam construction and hydroelectric en ergy potential development in the 21 century Orhnon Mine DSI State hydraulic works An kara Proceedings of the 18 Congress Buenos Aires October 2001 ESHA 2003 Report on small hydropower statistics General Overview of the last decade 1990 2001 FP 5 EC Brussels 2003 Schleiss A 2004 Am nagements hydro lectriques sous module 4 1 conception g n rale des am nagements Cycle post grade LCH am nagements hydrauliques polycopi du cours Principaux sites Interne consult s t http epp eurostat cec eu int Base de Donn es Statistiques europ ennes sur l lectricit EUROSTAT DATA BASE Wwww europa eu int comm eurostat www europa eu int comm energy en elec_single index_en html www ucte org statistics Donn es sur le secteur lectrique europ en www eurelectric org The union of the electricity Industry www worldwater org Donn es sur l hydro lectricit dans le Monde www ssb no Statistiques norv giennes http www nordel org Le site Web du NORDEL www nve no Norvegian Water Resources and Energy www atatkraft no le site de Statkraft SF
404. volume m Difference S N Events ume m 1D 2D 1D 2D 1 Accumulation 2000 03 889394 858741 659111 3 45 25 8 86 Table 4 Volume comparison from 1D and 2D computations The short and long term accumulation is modeled with 2D modeling similar to that is done for 1D The boundary condition is changed for the constant discharge of 400 m s with one single sediment diameter dso 0 2 mm of 0 5 g l as an input condition to simplify the modeling The computed result is compared with the 1D solution which is shown in Fig 12 below Although the result is different the nature of output is similar from both numerical computations While the 1D clearly shows an asymptotic behavior after 24 years the 2D model is not yet in dynamic equilibrium It might be that the time period that is needed to attain equilibrium becomes much longer when using constant boundary conditions Other reasons might be the strong 2D charac ter of the flow and morphological behavior along the bends which can t be modeled with the 1D model The bed elevation change at the end of 48 years is shown in the Fig 13 below The significant change happens in the inner side of the bends it has been observed 2 5 to 4 6 m in the last bend near the dam and about 2 5 in the upper bends The less deposition happens in the channel throughout the whole length of the reservoir 7000000 6000000 5000000 4000000 3000000 Volume n 200
405. vrage de laminage Construire un ouvrage de vidange pour vacuer l eau exc dentaire du bassin vers la Thielle R aliser une station de pompage pour vacuer l eau en cas de crue de la Thielle Installer dans la station de pompage un automate pour g rer les niveaux et les mesures en continu assurant une s curit optimale Mettre en service un groupe lectrog ne garantissant une continuit dans le fonctionnement de l automate ainsi qu une puissance suffisante pour fermer le d versoir en cas de probl me 125 Cedric FAVRE Il parait ainsi judicieux de choisir le d versoir de la variante 2 pour les raisons suivantes Une diminution des frais de construction Ses petites dimensions permettent de mieux l int grer dans les berges des bassins La mise en fonction plus fr quente des ouvrages permet d avoir un meilleur suivi de l tat g n ral et ne cr e par un faux sentiment de s curit Les simulations ont montr que sur les cing dernieres ann es seules deux mises en ceuvre importantes ont eu lieu Ce qui est tout a fait acceptable La r alisation de l ensemble des mesures ci dessus permettra de transformer un projet de sports et de loisirs en un am nagement a buts multiples luttant efficacement contre les risques d inondations mettant ainsi un projet priv au service de la communaut Cependant le niveau maximum du plan d eau tel qu il est fix dans le projet de la f d ration suisse de ski nautiqu
406. xo V 9 2 2 gt SSSSSES SS SRNANN SESS SFIS SsB Se SPS KKK SK SS H NNNNNNNNNNNNNNN NN NN NNN NANNAN Figure 15 contribution de production hydro lectrique Figure 16 volution de la puissance totale la couverture dela demande de pointe des centrales accumulation La contribution relative de l hydro lectricit de la consommation la demande des heures de pointes baissera galement comme dans la consommation globale mais la part reste encore importante et sera sup rieure 40 de la demande L volution de la contribution relative est illustr e par la figure 15 ci dessus L volution de la puissance totale install e des centrales accumulation est repr sent e par la figure 16 En ce qui concerne la r alisation des objectifs de part de l lectricit produite par utilisation des nergies primaires renouvelables la fili re hydraulique assurera une part majoritaire Ces 186 Potentiel de contribution de l nergie hydraulique pour la production d lectricit en Europe de Ouest au cours de premiere moiti du XXI si cle 2000 2050 objectifs seront difficiles atteindre sans un d veloppement soutenu de l hydro lectricit Les autres technologies d lectricit d origine renouvelable olien biomasse solaire g othermie recyclage de d chets ont une part encore tr s faible et sont immatures technologiquement et conomiquement l heure actuelle L objectif de 22 1
407. y showing the mixing up of fluid particles over time of fluidization 170 Behavior of submerged unsaturated soil under the effect of rapid drawdown and wave height of water level rm ET a 1 i al i water lowl p i draw down i 4 Ah lL soll depth m Figure 4 Fluidization due to drawdown effect for a top loaded sandy soil Davis et al 2003 This formulation s validated by Davis et al 2003 finding that fluidization for an unprotected sand bed commences at soil water interface whereas for a top loaded protected soil fluidiza tion occurs somewhere below the interface between the top load and the soil Fig 4 4 NUMERICAL MODELING 4 1 General Two phase numerical modeling of the present study is carried out using Z_Soil PC a commer cially available finite element computer software developed by Zace Services Limited Switzer land In Z_Soil PC air phase is introduced into the formulation with the modification of the pore water compressibility The problem considered in this study is time dependent consolidation problem coupled with flow process Two types of loading conditions are considered rapid draw down and wave effect Initial pressures as well as initial undeformed stress state are defined with the use of available initial state driver option Rapid drawdown and wave loading boundary conditions are applied with a function describing its variability in real time during the process The boun
408. y noted from the figure that the equilibrium bed elevations computed from numerical modeling are well in the range of the ele vations computed with analytical methods The reservoir downstream of profile R12 will attain its equilibrium bottom elevation on the long term after 20 25 years whereas the portion up stream has two zones The profile from Junction to R7 has bottom elevations of about 363 m a s l which is the equilibrium bottom obtained for the downstream part and during numerical and analytical computations it has been found that there is not a big change in bottom elevations between short and long terms The reservoir portion between R7 to R12 is in high slope and in the meandering part of the river Very few results are available in this part for the equilibrium bottom which shows the level in the same range as the lower part The profiles are shown in Fig 1 Equilibrium elevations with velocity criteria Eq thalweg from numerical model 368 366 364 362 E 5 360 358 8 356 a4 __ Il 22200000 ltt ae Be 354 Zone in equilibirium 32 z gt sso Equilibrium elevations with stress criteria Equilibrium thalweg 348 0 1210 2420 3630 4840 6050 7260 8470 9680 10890 12100 Distance from dam m Fig 14 Comparison between numerical and analytical results 87 Krishna Prasad DULAL 88 7 CONSEQUENCES WITH NEW SOLUTION There may be ma
409. ydro lectrique soit celle de la Papeterie est situ e a environ 110 men aval de la prise d eau du canal Situe a 415 m plus en aval se trouve celle de la 153 Nidia Socorro LLANTEN chocolaterie de Favarger Ces deux usines sont actuellement hors service mais une r habilitation est envisag e car Etat est int ress a favoriser la production d Energie renouvelable locale L tude de la r habilitation de la production hydro lectrique du canal a t concentree uniquement sur les deux usines de la Papeterie et de Favarger les propri taires des usines de Vouga et de Vilvert ayant renonc a leur exploitation Pour ce qui est de la roue a eau de Vouga aucune information sur son tat actuel n a pu tre obtenue En ce qui concerne l usine de Vilvert il est a noter que le projet de Reamenagement des berges de la Versoix en aval du pont CFF en voie de construction pr voit de condamner le canal de fuite de cette installation au niveau de la berge en rive gauche de la Versoix 2 OBJECTIF Il existe deux grandes alternatives a la r habilitation dont il est n cessaire de tenir compte au moins quelques temps En effet si aucun projet de r habilitation ne peut tre suivi il faudra d terminer si les am nagements doivent tre conserv s en l tat ou d mantel s barrage et b timents de l usine enlev s canal remblay Il va de soi que l abandon sans intervention n est pas acceptable au vu du la v tuste des
410. ywords The protection of the environment against floods represents an essential condition for a sustain able development and land use planning An accurate knowledge of natural hazard events re quires a progressive step by step process which has to be able to answer the key question What can happen and where Therefore it is necessary to estimate the frequency and the intensity of the potential events and finally to highlight necessary planning solutions Each natural river is continuously changing in the upper part of the watershed erosion and sediment transport are prevailing phenomena in the lower part sedimentation and flooding are more diffuse By determining the principal characteristics of the river it is important to take into account all the relevant factors which play a role in the formation and routing of a flood event Work has been shared in several parts Data collection enabled us to define the reference framework concerning hydrology and the an thropic sector A hydrological study allowed us by the means of a numerical hydraulic modelling to simulate the reference flood event downstream the dam By means of a hydraulic study we calculated the flow capacity of the hydraulic network like discovering the conflict sectors between the regional planning and the flooding of Verzasca river On the basis of these data it was finally possible to proceed with the establishment of the hazard map for the Verzasca river which was perform
411. zufangen Im R terichsbodensee erfolgt ein Wasserspiegelanstieg um 52 m f r die vollst ndige Speiche rung des zustr menden Volumens Figur 9 zeigt die Situation f r den Grimselsee Die Figur 10 zeigt f r die verschiedenen Varianten das Verhalten der abfliessenden Volu menstr me zum und aus dem Grimselsee Der Volumenstrom vom Oberaarsee hat einen relativ geringen Einfluss auf das Total der Vo lumenstr me Durch das Offenhalten der Ablassorgane ber die ganze Zeitperiode gelingt es die Abflussspitze von 456 m s um ber 40 auf 272 m s zu d mpfen Nur bei entsprechender vorsorglicher Absenkung des Wasserspiegels w re man in der Lage das vollst ndig anfallende Volumen zu speichern um jeglichen Abfluss zu vermeiden was sicher einen g nstigen Einfluss auf das Verhalten des R terichsbodensees hat Nur bei entsprechender vorsorglicher Absenkung des Wasserspiegels des Grimselsees und des R terichsbodensees w re man in der Lage das vollst ndig anfallende Volumen zu speichern um jeglichen Abfluss zu vermeiden was in der gesamten Bilanz der Aare von Nutzen sein k nn te Gemeint sind hier der Einfluss der Aare zwischen Meiringen und der Agglomeration Bern Die erforderliche Absenkung des R terichsbodensees w rde ber 50m betragen was als unrea 102 Systemanalyse mit Retentionsberechnungen f r den Grimselsee und seiner Zufl sse listisch bezeichnet werden muss Denkbar w re eine Absenkung des Grimselsee damit m g lichs

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