Upp í vindinn - 01.05.2004, Side 26

...upp í vindinn
Straumfræðileg hönnun
yfirfalls við Kárahnjúkastíflu
Hönnun yfirfalls Hálslóns á Kárahnjúkastíflu er
tæknilega mjög krefjandi viðfangsefni. Landfræði-
legar aðstæður setja tegund yfirfallsins þröngar
skoróur og eyóa þarf mörg hundruð megawatta
orku þegar vatnið steypist niður í Hafrahvamma-
gljúfur án þess að öryggi Kárahnjúkastíflu verði
ógnað. í þessari grein er stuttlega lýst hönnun yfir-
fallsins og þeim tæknilegu vandamálum sem þarf
að leysa.
Inngangur
Landsvirkjun vinnur nú að byggingu Kára-
hnjúkavirkjunar (690 MW) sem sjá mun ál-
veri Fjarðaáls á Reyðarfirði fyrir orku. Hönn-
un virkjunarinnar er að mestu leyti í höndum
KEJV, hóps fimm verkfræðifyrirtækja, ís-
lenskra og erlendra, sem VST leiðir.
Straumfræðileg hönnun yfirfalls við Kára-
hnjúkastíflu er í höndum sérfræðinga VST í
samvinnu við Electrowatt í Sviss.
í upphaflegri hönnun Kárahnjúkavirkjunar
var gert ráð fyrir að yfirfall Hálslóns yrði á
austari hliðarstíflu lónsins, Desjarárstíflu.
Vatnið hefði þá verið leitt niður Desjárárdal
og hefði sameinast núverandi farvegi
Jökulsár á Dal neðan við Hafrahvammagljúf-
ur. Þessi útfærsla var tiltölulega einföld
tæknilega séð og þar með ódýr. Gallinn við
hana voru hlutfallslega mikil umhverfisáhrif
þar sem vatninu hefði verið veitt niður dal-
inn með tilheyrandi áhrifum á núverandi far-
veg Desjarár og á gróður umhverfis ána.
Það var því eitt af skilyrðum umhverfisráð-
Sigurður M. Garóarsson
aLauk lokaprófi í bygg-
ingarverkfræói frá
Háskóla íslands 1991.
Hann stundaði
framhaldsnám við
University of
Washington og lauk þaóan
meistaragráðu í byggingarverk-
fræói 1993, meistaragráðu í
hagnýtri stærófræði 1995 og
doktorsprófi í straum- og
vatnafræði 1997. Hann starfaði
hjá WEST Consultants í Seattle
1997-2000, hjá Verkfræóistofu
Sigurðar Thoroddsen hf. (VST)
2000-2003, og sem dósent við
Verkfræðideild Háskóla íslands
frá 2003.
herra, þegar úrskurði Skipulagsstofnunar
um mat á umhverfisáhrifum virkjunarinnar
var breytt, að yfirfallið skyldi flutt yfir á Kára-
hnjúkastíflu og vatnið leitt í Hafrahvamma-
gljúfur neðan stíflunnar eins og mynd 1 sýn-
ir. Með þessu móti er Desjarádal hlíft og
rennsli verður í gljúfrunum seinni part sum-
ars, þegar rennsli er á yfirfallinu.
Gunnar Guðni Tómasson
■ Lauk lokaprófi í
byggingarverkfræði
frá Háskóla íslands
1986. Hann stundaói
framhaldsnám við
Massachusetts
Institute of Technology og lauk
þaðan meistara- og doktors-
prófum í straumfræói 1988 og
1991. Hann starfaði hjá
Verkfræðistofunni Vatnaskilum á
árunum 1991-1994, var
dósent við Verkfræðideild
Háskóla íslands 1993-1998,
en hefur starfað hjá
Verkfræðistofu Sigurðar
Thoroddsen hf. (VST) frá
árinu 1995 sem sérfræðingur
í straumfræði og
yfirverkfræðingur þróunar-
og umhverfissviðs.
jökulám sem geta verið umtalsverðar. Lónið
er því notað til að geyma vatn frá einum
tíma til annars, sem jafngildir geymslu á raf-
magni, og er í raun eina leiðin til að geyma
verulegt magn af rafmagni.
Yfirföll eru nauðsynleg til að verja þær
stíflur sem mynda lónið. Þegar lónið er fullt
af vatni getur innrennsli í lónið hæglega orð-
ið mun meira en rennsli til virkjunarinnar,
t.d. vegna stórs úrkomuatburðar eða mikill-
ar jökulbráðar á vatnasviðinu. Við þær kring-
umstæöur mun hækka enn í lóninu og ef
ekki væri til staðar yfirfail til að hleypa
þessu auka vatni úr lóninu myndi vatns-
borðið hækka uns renna færi yfir stíflurnar
sem þá gætu hugsanlega rofnað með ófyr-
irsjáanlegum afleiðingum. Afkastageta yfir-
falla ræðst því af eiginleikum vatnasviðs-
ins, stærð hugsanlegra úrkomuatburða og
hversu mikil miðlun er fólgin í lóninu, en
hún ræðst af flatarmáli lónsins við yfirfalls-
hæðina.
Mynd 1. Horft yfir Hálslón og staðsetningu yfirfallsins (Ijósmyndin er
tekin af heimasíðu Kárahnjúkavirkjunar: www.karahnjukar.is).
Almennt um yfirföll
lóna
Miðlunarlón eru mynd-
uð sem hluti af vatns-
aflsvirkjun þegar rennsli
til virkjunarinnar er ekki
jafnt og miðla þarf vatni
frá einu tímabili til ann-
ars. Þegar jökulár eru
virkjaðar er megintilgang-
ur lónsins að miðla vatni
frá sumri, þegar mesta
rennsli er vegna jökul-
bráðar, yfir á veturinn
þegar rennsli er mun
minna. Lónin jafna einn-
ig styttri sveiflur, t.d.
dægursveiflur rennslis í
26