Optimization of HPPs chain operation on the Lower Sava during flood events
Optimizacija obratovanja verige hidroelektrarn na spodnji Savi v času poplavnih dogodkov
- Avtorji: Gašper Rak, Matija Brenčič
- Citat: Acta hydrotechnica, vol. 32, no. 57, pp. 91-106, 2019. https://doi.org/10.15292/acta.hydro.2019.07
- Povzetek: Pri načrtovanju hidroenergetske izrabe je treba upoštevati kompleksno sestavo vplivnih dejavnikov in obsežne predvidene posege v prostor. Pri tem je poleg same proizvodnje električne energije glavni cilj ohranjanje odtočnega režima in ohranjanje oziroma izboljšanje poplavne ogroženosti v vplivnem območju. Poleg načrtovanja posegov in objektov, pomembnih za obratovanje HE in drugih spremljevalnih posegov v obravnavani prostor, k doseganju želenih ciljev v času visokih voda pomembno prispeva tudi ustrezno obratovanje posamezne HE in verige kot celote. Članek prikazuje optimiziranje obratovanja verige HE na reki Savi, na odseku med Radečami in državno mejo z Republiko Hrvaško. Na približno 60 km dolgem, znatno urbaniziranem odseku spodnje Save, kjer je v zaključni fazi izgradnja verige šestih pretočnih HE, je bilo treba izpolniti številne zahteve glede izboljšanja oziroma vsaj ohranjanja iste ravni poplavne nevarnosti in ohranjanja odtočnega režima na meji z Republiko Hrvaško, določenega z meddržavnim sporazumom. Za izpolnjevanje zahtev smo za verigo HE določili poenoten način obratovanja v času visokih voda, ki zagotavlja ohranjanje karakteristik poplavnih valov vzdolž verige HE in upošteva zahteve ostalih deležnikov na vplivnem območju. S hidravlično analizo smo pokazali, da je mogoče ohranjati velikost pretoka konice in samo obliko poplavnega vala, ni pa možno ohraniti naravne hitrosti potovanja vala vzdolž verige HE.
- Ključne besede: veriga HE, obratovanje, odtočne razmere, ocena poplavne ogroženosti, hidravlična analiza
- Polno besedilo: a32gr.pdf
- Viri:
- DHI (2012). MIKE 21 flow model – Hydrodynamic Module. Scientific Documentation. Hørsholm, Danish hydraulic institute.
- IBE (2012). Obratovanje verige hidroelektrarn na Spodnji Savi pri visokih vodah Save. Ljubljana.
- Brenčič, M., Kvaternik, K., Steinman, F., Rak, G. (2018a). Obratovanje verige hidroelektrarn na Spodnji Savi pri visokih vodah v primeru izjemnih obratovalnih dogodkov. Ljubljana.
- Brenčič, M., Širca, A., Steinman, F., Rak, G. (2018b). Primerjava hidrogramov odtoka Save na državni meji za stanje naravnega vodotoka in po izgradnji verige HE na Spodnji Savi. Ljubljana.
- ICOLD Bulletin (2002). Risk Assessment. In Dam Safety Management. Pariz, Francija.
- IzVRS, januar 2011, Verjetnostna analiza spremenjenih vrednosti visokih vod Save za v.p. Radeče, Dopolnitev 2. Ljubljana.
- Jansen, J., Lariyah, M.S., Nor Bin Mohamed Desa, M., Julien, P.Y. (2013). Hydropower reservoir for flood control: a case study on ringlet reservoir, Cameron highlands, Malaysia. Journal of flood engineering 4(1): 87–102.
- Jongman, B., Kreibich, H., Apel, H., Barredo, J.I., Bates, P.D., Feyen, L., Gericke, A., Neal, J., Aerts, J. C. J. H., Ward, P.J. (2012). Comparative flood damage model assessment: towards a European approach. Natural Hazards and Earth System Sciences 12, 3733–3752. https://doi.org/10.5194/nhess-12-3733-2012.
- Kobus, H. (1980). Hydraulic Modelling, Verlag Paul Parey, Hamburg, 323 p.
- Mlačnik, J., Banovec, P., Bombač, M. (2007). Hidravlična modelna raziskava segmentnih zapornic HE Boštanj: poročilo. Ljubljana.
- Mlačnik, J., Mišigoj, S. (2011). Izvedba hibridnih hidravličnih modelov za območje spodnje vode HE Krško, območje HE Brežice in območje HE Mokrice: hidravlična modelna raziskava visokovodnih razbremenilnikov HE Brežice, HE Mokrice: poročilo. Ljubljana.
- Mlačnik, J., Rodič, P., Novak, G., Vošnjak, S., Steinman, F., Rak, G., Šantl, S., Müller, M., Ciuha, D. (2012). Izvedba hibridnih hidravličnih modelov za območje spodnje vode HE Krško, območje HE Brežice in območje HE Mokrice: poročilo. Ljubljana.
- Parvez, I., Shen, J.J., Khan, M., Cheng, C. (2019). Modeling and Solution Techniques Used for Hydro Generation Scheduling. Water 11. https://doi.org/10.3390/w11071392.
- Patro, S., Chatterjee, C., Mohanty, S., Singh, R., Raghuwanshi, N.S. (2009). Flood Inundation Modeling using MIKE FLOOD and Remote Sensing Data. Journal of the Indian Society of Remote Sensing 37, 107–118.
- Pircher, W. (1990). The contribution of hydropower reservoirs to flood control in the Austrian Alps, Lusanne: Ilydrology in Mountainous Regions: 1 – 8.
- Popa, R., Popa, F., Popa, B., Zachia-Zlatea, D. (2010). Optimization of the weekly operation of a multipurpose hydroelectric development, including a pumped storage plant Earth and Environmental Science 12. https://doi.org/10.1088/1755-1315/12/1/012118.
- Rak, G., Müller, M., Šantl, S., Steinman, F. (2012). Uporaba hibridnih hidravličnih modelov pri načrtovanju hidroelektrarn na Spodnji Savi. Acta hydrotechnica 25, 42, 59–70.
- Rak, G., Kozelj, D., S., Steinman, F. (2016). The impact of floodplain land use on flood wave propagation. Natural hazards 83, 1, 425–443. https://doi.org/10.1007/s11069-016-2322-0.
- Ren, M., He, X., Kan, G., Wang, F., Zhang, H., Li, H., Cao, D., Wang, H., Sun, D., Jiang, X., Wang, G., Zhang, Z. (2017). A Comparison of Flood Control Standards for Reservoir Engineering for Different Countries. Water 9, 1–13. https://doi.org/10.3390/w9030152.
- Samantaray, D., Chatterjee, C., Singh R., Kumar Gupta, P., Panigrahy, S. (2014). Flood risk modeling for optimal rice planning for delta region of Mahanadi river basin in India. Natural Hazards 76: 347–372. https://doi.org/10.1007/s11069-014-1493-9.
- Sakr, A.F., Dorrah H.T. (1985). Optimal Control Algorithm for Hydropower Plants Chain Short-term Operation. IFAC Proceedings 18 (11): 165–171.
- Sekretarev, Y., Sultonov S., Nazarov, M. (2016). Optimization of Long-Term Modes of Hydropower Plants of the Energy System of Tajikistan. 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM): 1–5.
- Strojan, I., Kobold, M., Polajnar, J., Šupek, M., Pogačnik, N., Jeromel, M., Petan, S., Lalić, B., Trček, R. (2010). Poplave v dneh od 17. do 21. septembra 2010. Mišičev vodarski dan: zbornik referatov: 1 – 11.
- Vanderkimpen, P., Melger, E., Peeters, P. (2009). Flood modeling for risk evaluation – a MIKE FLOOD vs. SOBEK 1D2D benchmark study. Flood Risk Management: Research and Practice, 77–84.
- Ward, P.R.B., Räsänen, T.A., Meynell, P.J., Ketelsen, T. (2013). Flood control challenges for large hydroelectric reservoirs: Nam Theun-Nam Kading Basin, Lao PDR. Project report: Challenge Program on Water & Food Mekong project MK3 “Optimizing the management of a cascade of reservoirs at the catchment level”. ICEM – International Centre for Environmental Management, Hanoi Vietnam.
- Zhou, X., Yang, B., Wang, Z., Shan, J. (2011). Comparative study on domestic and foreign flood control standards of reservoir project. Water Power, 37, 72–74.
- Zhou, C., Sun, N., Chen, L., Ding, Y., Zhou, J., Zha, G., Luo, G., Dai, L., Yang, X. (2018). Optimal Operation of Cascade Reservoirs for Flood Control of Multiple Areas Downstream: A Case Study in the Upper Yangtze River Basin. Water 10, 1–24. https://doi.org/10.3390/w10091250.
- Weisgerber, A., Gutierrez-Andres, J., Wilson, G., Marias, F., Karanxha, A., Clarke, R., Millington, R. 2010. Physical-computational modelling comparison in Ireland. International Symposium on hydraulic Physical Modelling and Field Investigation. Nanjing, Kitajska, 192–198.