Upp í vindinn - 01.05.2005, Síða 37

...upp í vindinn
Mynd 3: Rennsli í hliðarrennu við: (a) hönnunarrennsli; og (b) mesta mögulega rennsli.
Örvarnar sýna stefnu rennslisins.
Mynd 2: Yfirlitsmynd af líkaninu áður en
gljúfrið var byggt.
myndina vantar gljúfrið neðan yfirfallsrennunn-
ar sem var byggt eftir að myndin var tekin.
Tæknilegri útfærslu yfirfallsins var lýst í sérstakri
grein í síðasta tölublaði „...upp í vindinn". Hér
að neðan erfjallað um helstu þætti hönnunar-
innar sem skoðaðir eru í líkaninu.
Hliðarrenna
Fyrir hliðarrennuna var líkanið fyrst og fremst
notað til að kanna hvort hegðun streymisins
fyrir allt rennslissviðið væri eins og hin reikni-
lega hönnun gerði ráð fyrir. Meðal annars var
þrívíddarhegðun rennslisins í hliðarrennunni
könnuð, en hún er talsvert flókin þar sem vatn-
ið tekur 90° beygju eftir að það rennur yfir yfir-
fallsbrúnina, sem er samsíða hliðarrennunni,
eins og sést á mynd 1. Straumhraðar í hliða-
rennunni voru mældir til að staðfesta reiknis-
lega afkastagetu hennar og þrýstisveiflur í renn-
unni mældar til notkunar við byggingarfræði-
lega hönnun hennar. Hönnunarrennslið er
skoðað sérstaklega og þá m.a. hversu hátt
vatnsborðið í rennunni verður við hönnunarað-
stæður. Rennsli í rennunni við hönnunarflóð er
sýnt á mynd 3a. Einnig var líkanið notað til að
staðfesta afkastagetu rennunnar við mesta
mögulega rennsli (e. probable maximum flood,
PMF). Rennsli í rennunni við PMF flóðið er sýnt
á mynd 3b. Eins og sjá má er rennan nánast
full við þessar aðstæður, en þó ekki yfirfull, þ.e
rennslisstýringin inn í rennuna er ennþá yfir yf-
irfallsbrúnina eins og hönnunin gerir ráð fyrir.
Hins vegar gerir hönnunin ráð fyrir að yfirfallið
megi skemmast við PMF rennslið enda er það
atburður sem má búast við að komi sjaldnar en
með 10.000 ára millibili að jafnaði.
Yfirfallsrenna
Fyrir yfirfallsrennuna sem leiðir vatnið frá hlið-
arrennunni niður að gljúfurbarminum var líkan-
ið meðal annars not-
að til að sannreyna
hegðun streymisins í
beygjunni neðan hlið-
arrennunnar. Straum-
fræðilega breytist
rennslið úr lygnum
straum í stríðan
straum þegar hallinn
eykst í beygjunni ofan
við yfirfallsrennuna
eins og sjá má á mynd
4. Þegar vatnið fellur
yfir yfirfallsbrúnina í
hliðarrennunni mynd-
ast hvirfill sem dregur
inn loft sem síðan
berst með rennslinu
áleiðis niður yfirfallsrennuna. Líkanið sýnir
hegðun hvirfilsins þegar hann dregst með
rennslinu niður rennuna, en loftið getur hugs-
anlega aukið dýpi vatnsins í rennunni. Þó er
kvarði líkansins full stór til að hægt sé að
treysta á að loftblöndun komi rétt fram í líkan-
inu, en hegðunin gefur þó nægjanlegar vís-
bendingar sem hægt er að styðjast við í hönn-
un hliðarveggja rennunnar. Neðar í yfirfalls-
rennunni er nauðsynlegt að loftblanda rennslið
á ný til að tryggja að ekki komi fram slittæring
neðst í rennunni og eru áhrif loftunarinnar
skoðuð í líkaninu. Til að minnka orku á breidd-
areiningu bununnar áður en hún steypist ofan
í gljúfrið er rennan víkkuð út á síðustu 120 m,
úr 17 m í 30 m. Áhrif víkkunarinnar á rennsli
eru skoðuð í líkaninu og þá sérstaklega bylgjur
sem geta myndast þegar þversniði stríðs
straums er breytt.
Bunan
Eitt af því erfiðasta við hönnun yfirfallsins er að
tryggja að bunan rjúfi ekki botn gljúfursins og
veggi þess þegar henni er steypt niður í gljúfrið.
Til að draga úr þessari hættu er reynt að
minnka eins mikið og mögulegt er orkuna á
flatareiningu í bununni. Einnig þarf að tryggja
að bunan lendi ekki á gljúfurveggnum hinum
megin. Þessu markmiði á að ná með nokkrum
samverkandi aðgerðum sem prófaðar verða í
líkaninu. Loftblöndunin fyrrnefnda minnkar
orkuna á flatareiningu með því að aðstoða við
að brjóta upp bununa og víkkun rennunnar í
30 m þjónar sama tilgangi. Hönnunin gerir ráð
fyrir tveggja þrepa lausn eins og sjá má á mynd
5. Yfirfallsrennan sjálf endar tæpa 30 m frá
brún gljúfursins og þannig er tryggt að bunan
nái ekki að lenda á gagnstæða gljúfurveggnum
við hátt rennsli. Við lág rennsli mun bunan
einnig stökkva frá þessum efri enda, en lenda
aftur á neðri pallinum áður en hún stekkur aft-
ur út í gljúfrið. Endi yfirfallsrennunnar er ská-
settur til að fótspor bununnar í gljúfurbotninum
verði samhliða gljúfurveggnum og þannig nýt-
Mynd 4: Rennslið niður yfírfallsrennuna þar sem rennslið breytist
úr lygnum straum í stríðan. Horft er niður yfirfallsrennuna.
37