HIDRAVLIČNO MODELIRANJE OBRATOVANJA HIDROENERGETSKEGA OBJEKTA

T.PREŠEREN, F. STEINMAN Tanja PREŠEREN * prof. dr. Franci STEINMAN ** izr. prof. dr. Roman KLASINC *** mag. Leon GOSAR **** - 88 - POSLEDICE IZGRAGNJE HIDROENERGETSKIH HIDRAVLIČNO MODELIRANJE OBRATOVANJA HIDROENERGETSKEGA OBJEKTA POVZETEK Izgradnja hidroelektrarn sproža množico pojavov, pa tudi posledic, ki jih kljub izkušnjam ni vedno mogoče v celoti predvideti. Pri hidroelektrarni St. Veit na reki Salzach prihaja ob visokih vodah do povečanega odlaganja proda v prostor na iztoku iz turbin, kar je neugodno z vidika izrabe vodne energije in z vidika rečne morfologije. Mehansko odstranjevanje materiala je povečalo stroške normalnega obratovanja hidroelektrarne. Da bi zmanjšali ta problem, so v hidravličnem laboratoriju Inštituta za vodne zgradbe in vodno gospodarstvo v Gradcu stekli poskusi na fizičnem modelu. Na Katedri za mehaniko tekočin z laboratorijem (UL-FGG) pa je bil kasneje, s programskim vmesnikom SMS in s programom za hidravlično modeliranje FESWMS, izdelan tudi dvodimenzionalen numeričen model odseka reke Salzach. Cilj raziskav je bil poiskati ukrepe, s katerimi bi se zmanjšal obseg odlaganja proda. Gre za primer, kjer ob načrtovanju hidroenergetskega objekta neugodni vplivi na vodotok niso bili dovolj raziskani. Hidravlično modeliranje, kot orodje za analizo vpliva hidroenergetskega objekta na odtočni režim, predstavlja pomoč pri optimizaciji izvedbe objekta in s tem dolgoročno prinaša tehnično, ekološko in ekonomsko boljše rešitve. UVOD Gradnjo hidroenergetskih objektov, ki dosega pozitivne oziroma pričakovane učinke, spremljajo raznovrstni (tudi neugodni) pojavi. Nekatere negativne posledice tega človeškega posega v naravo so lahko ovrednotene že v fazi projekta in ocenjene kot zanemarljivo majhne. Seveda je pojav neželenih vplivov na vodno okolje, v katerega je hidroenergetski objekt umeščen, ali morebitne težave pri obratovanju HE bolje preprečiti vnaprej z ustreznimi strokovnimi podlagami in raziskavami, ki vodijo v premišljeno izbiro zasnove, izvedbe in ukrepov. Kljub temu se še vedno dogaja, da je čas učitelj, ki razkrije neustreznost ali pomanjkljivost preteklih rešitev. Težave lahko nastopijo iz različnih razlogov. Eden od njih so tudi prekratki časovni roki za načrtovalce, ki imajo omejen čas za presojo vpliva objekta na okolje (PVO) oziroma za prognozo vplivov okolja na objekt v času gradnje in v času obratovanja. Včasih se zgodi, da se zaradi težavne gradnje hidravlično optimalne izvedbe investitor celo zavestno odloči za hidravlično manj ugodno rešitev. Po drugi strani se, zaradi kompleksnosti med seboj prepletajočih se naravnih pojavov in danosti, lahko tudi pri natančno izdelanem projektu zgodi, da niso upoštevani oziroma niso preprečeni spremljajoči neugodni učinki. Zaradi zahtevnosti se za načrtovanje HE še vedno uporabljajo tako fizični kot matematični hidravlični modeli, da bi optimizirali gradnjo in zagotovili varno delovanje objekta. Matematični model omogoča preprosto spreminjanje posameznih geometrijskih elementov, robnih pogojev idr., vendar ima ključno omejitev matematični izračuni dajo odgovor le na vprašanja (procese), za katera je bila programska oprema izdelana. Fizični model pa je običajno bolj zanesljiv pri modeliranju kompleksnejših pojavov * Tanja PREŠEREN univ. dipl. inž. grad., UL, FGG, Katedra za mehaniko tekočin, Ljubljana **prof. dr. Franci STEINMAN univ. dipl. inž. grad., UL, FGG, Katedra za mehaniko tekočin, Ljubljana ***izr. prof. dr. Roman KLASINC univ. dipl. inž. el., Tehnična univerza Gradec, Inštitut za vodne zgradbe in vodno gospodarstvo, Avstrija ****mag. Leon GOSAR univ. dipl. inž. grad., UL, FGG, Katedra za mehaniko tekočin, Ljubljana

T.PREŠEREN. F. STEINMAN - 89 - POSLEDICE IZGRAGNJE HIDROENERGETSKIH (npr. nekaterih lokalnih procesov računski model niti ne zazna), pogosto pa je potreben tudi kot vir podatkov za umerjanje in validacijo matematičnega modela. Obe vrsti modela sta pri zahtevnih objektih še vedno potrebni in se v praksi uspešno dopolnjujeta. Državni organi, pristojni za izdajo dovoljenj za tovrstne posege, pa v posameznih državah celo obvezno zahtevajo izdelavo predhodne študije s fizičnim modelom. MODELNE RAZISKAVE PO IZGRADNJI HIDROELEKTRARNE ST. VEIT Primer neustreznih obratovalnih razmer se je pojavil na hidroelektrarni St. Veit na reki Salzach v Avstriji. Hidroenergetski objekt sodi v kategorijo rečnih, pretočnih HE. Energijski potencial je ustvarjen z jezovno zgradbo, ki jo sestavljajo strojnica in prelivna polja. V strojnici, v kateri sta dva cevna agregata s pripadajočo opremo, transformator in stikališče, se odvija pretvorba potencialne vodne energije v električno energijo. Prelivni del, ki ga sestavljajo tri prelivna polja širine približno 10 m, ima vlogo reguliranja gladine v akumulacijskem bazenu in prevajanja visokovodnih pretokov reke Salzach. Prelivna polja razmejujejo stebri z debelino stene 3 m. Regulacija pretoka preko prelivov se vrši s segmentnimi zapornicami, nadvišanimi z zaklopkami. Prelivna polja so na desni breg priključena z nasutim platojem. Nekaj let po prvem zagonu turbin HE St. Veit je dolvodno od jezovne zgradbe prišlo do povečanega odlaganja proda v prostor na iztoku iz turbin. Pojav je neugoden tako z vidika izrabe vodne energije (odložen material v območje izpustov iz turbin zmanjšuje razpoložljivo energijo), kakor tudi z vidika rečne morfologije. Slika 1 prikazuje vpliv (prekomernega) odlaganja plavin v vzdolžnem prerezu skozi turbine. Odloženi material povzroča dvig dolvodne vode in hkrati predstavlja oviro v toku, zaradi česar se zmanjša razpoložljivi bruto padec. Ko visoke vode odtečejo, lahko ob ponovnem zagonu turbin obratovalni val ta material odplavi. Če turbinski pretok nima te sposobnosti, je treba nanos plavin odstraniti drugače (npr. mehansko). Slika 1: Vzdolžni prerez skozi strojnico hidroelektrarne odlaganje plavin povzroči dvig dolvodne gladine Vir: TUG, Gradec; preoblikovano: T. Prešeren Da bi dobili odgovore na vprašanja rečne hidravlike, so upravljalci HE naročili raziskave na fizičnem modelu v hidravličnem laboratoriju Inštituta za vodne zgradbe in vodno gospodarstvo v Gradcu (Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, Technische Universität Graz TUG, Avstrija). S poskusi so bili preučevani usmerjevalniki toka na dolvodni strani objekta oziroma možnost optimizacije le-teh. Poleg tega je bil raziskan tudi vpliv načina odpiranja zapornic oz. manevriranja z njimi na premeščanje proda pri visokih vodah. Cilj raziskav je bil predvsem poiskati ukrepe, s katerimi bi se zmanjšal obseg odlaganja plavin. Zaradi nepredvidenega odstranjevanja materiala so se namreč stroški dvignili in presegli okvir vzdrževanja oziroma načrtovane stroške obratovanja HE.

T.PREŠEREN, F. STEINMAN - 90 - POSLEDICE IZGRAGNJE HIDROENERGETSKIH V okviru dolgoletnega sodelovanja Tehnične univerze v Gradcu (TUG) in Fakultete za gradbeništvo in geodezijo (UL, FGG) je bil na Katedri za mehaniko tekočin z laboratorijem (KMTe) izdelan dvodimenzionalen numeričen model ustrezno dolgega odseka reke Salzach, na katerem se nahaja jezovna zgradba elektrarne St. Veit. Tako je nastala kombinacija fizično-matematičnega hidravličnega modeliranja, znotraj katere so bile izkoriščene prednosti posamezne vrste modela. Cilj raziskav z matematičnim modelom je bil izračunati hidravlične razmere v različnih hidroloških oziroma obratovalnih situacijah, pri čemer se je pri izbiri obratovalnih razmer za umerjanje matematičnega modela skušalo slediti izvedbam poskusov na modelu v laboratoriju v Gradcu. Fizični model odseka reke Salzach Fizični hidravlični modeli, zgrajeni v izbranem modelnem merilu, običajno predstavljajo pomanjšan prikaz situacije vodnega toka. Ustrezna točnost na modelu pridobljenih rezultatov je dosežena le takrat, kadar so upoštevane zakonitosti o modelni podobnosti pojava v naravi in na modelu. Hidravlični model odprtega vodotoka, tj.odseka reke Salzach, je bil zasnovan po Froudovem kriteriju podobnosti v merilu 1:40. Froudov zakon modelne podobnosti se namreč uporablja takrat, ko pri gibanju vode prevladuje vpliv sile težnosti. Z upoštevanjem modelnega merila se ustrezno preračunajo vse geometrijske in fizikalne veličine iz narave na model in obratno. Zgrajeni objekt prikazuje fotografija na Sliki 2, na Sliki 3 pa je prikazana upodobitev situacije na hidravličnem fizičnem modelu na TUG. Slika 2: Fotografija hidroelektrarne St. Veit na reki Salzach Vir: http://verbund.at/at/konzern/kraftwerke/ Slika 3: Fizični model hidroelektrarne St. Veit v hidravličnem laboratoriju TUG Vir: TUG, Gradec Fizični hidravlični model je zgrajen za odsek vodotoka, ki se razteza približno 250 m gorvodno od objekta in približno 550 m dolvodno od hidroelektrarne. Za predstavitev topografije okolice elektrarne je bil zgrajen le tisti del, ki leži pod koto 584,50 m n.m., tj. do nivoja, ki ga obravnavani vodostaji ne dosegajo. Na modelu je izdelan tudi jezovni objekt in dotok v turbine do sesalne cevi. Brežine in stebri zapornice so narejeni iz betona. Strojnica na levem bregu in segmentna zapornica z nameščenimi zaklopkami sta iz umetnega materiala (turbine so iz pleksi stekla, zapornice iz plastike). Posebnost pa je v modeliranju obeh turbin. Le-ti namreč nista izdelani kot pomanjšana kopija originala, temveč sta simulirani z merilnima zaslonkama. Merilni zaslonki sta vgrajeni v vzdolžni prerez gonilnika, njune hidravlične lastnosti pa so bile umerjene že s predhodnimi preiskavami, tako da je bila zagotovljena ustrezna modelna podobnost energijskih razmer pred in za turbino. MATEMATIČNI MODEL ODSEKA REKE SALZACH Za matematično modeliranje odseka reke Salzach sta bila uporabljena dva programa. Za oblikovanje mreže dvodimenzionalnih končnih elementov je bil uporabljen programski vmesnik SMS, kar je okrajšava za sistem modeliranja površinskih voda (Surface Water Modeling System). Hidravlični račun

T.PREŠEREN. F. STEINMAN - 91 - POSLEDICE IZGRAGNJE HIDROENERGETSKIH pa je bil izveden s programom FESWMS Flo2DH, kar je okrajšava za sistem modeliranja površinskih voda po metodi končnih elementov (Finite Element Surface Water Modeling System) oziroma za dvodimenzionalen globinsko povprečen model toka in premeščanja plavin (Two-dimensional Depthaveraged Flow and Sediment Transport Model). FESWMS Flo2DH je računalniški program, ki ga je izdelala ameriška organizacija Federal Higway Administration. Za reševanje sistema enačb stalnega ali nestalnega toka, ki opisujejo dvodimenzionalen globinsko povprečen tok s prosto gladino, je uporabljena metoda končnih elementov. Uporaba Flo2DH je ustrezna za simulacijo pojavov toka s prosto gladino, kjer so vertikalne komponente hitrosti in pospeškov majhne v primerjavi s komponentami hitrosti in pospeškov v horizontalni smeri. Poseben poudarek pa je v FESWMS namenjen tudi modeliranju premostitev, ob katerih nastanejo kompleksne hidravlične razmere. Konvencionalne analize, ki temeljijo na enodimenzionalnem izračunu toka, pri takšnih primerih običajno ne morejo zagotoviti potrebne stopnje natančnosti rešitve. Oblikovanje mreže končnih elementov Za oblikovanje mreže končnih elementov so bili uporabljeni naslednji podatki: prečni prerezi (sedem geodetsko izmerjenih profilov in sedem interpoliranih profilov), vzdolžni prerez skozi prelivno polje in vzdolžni prerez skozi turbino ter tloris obravnavanega območja. Slika 4 shematsko prikazuje postopek oblikovanja mreže korita reke Salzach. Slika 4: Shematski prikaz izdelave mreže končnih elementov

T.PREŠEREN, F. STEINMAN - 92 - POSLEDICE IZGRAGNJE HIDROENERGETSKIH Postaviti je bilo treba meje modela in ga razdeliti na poligone. Vzdolžne meje poligonov so bile izbrane tako, da so sledile spremembam sestave tal korita in hkrati ključnim prelomnicam v geometriji, kjer se pretežno položno dno rečnega korita začne dvigovati in nastanejo brežine. Prečne meje poligonov so bile določene na mestih geodetsko izmerjenih profilov. Meja modela in notranje linije, ki delijo območje na poligone, so bile izrisane v AutoCad-u in so bile kot dxf risba prenesene v program SMS, s katerim je bila kasneje oblikovana mreža končnih elementov. Da je numerična mreža elementov dobila še tretjo razsežnost, je bil v SMS uvožen seznam globalnih koordinat z uporabo ti. raztresenih točk. Na te točke je vmesnik napel mrežo in interpoliral vrednosti z koordinate za vsako vozlišče znotraj mreže, tako da so vsa dobila svojo nadmorsko višino. Vgraditev turbin in prelivnih polj v matematični model Matematična predstavitev (model) elektrarne St. Veit se je v fazi oblikovanja mreže končnih elementov velikokrat spremenila. Besedilo, ki sledi, povzema lastnosti mreže v območju objekta v končni verziji modela odseka reke Salzach. STEBRI: Vsi končni elementi, ki tvorijo projekcijo notranjosti stebrov na horizontalno površino, so bili onemogočeni. To je bilo storjeno z določitvijo tipa materiala tal "Disabled", s čimer vsi elementi znotraj poligona postanejo neaktivni. Pri poskusnih zagonih simulacije se je model precej dobro izkazal. Voda je zaobšla stebre, kakor da tam stoji neskončno visoka vertikalna stena. Ker so tako definirani poligoni še vedno del mreže, ta opcija ne dopušča, da bi definirali tudi trenje med vodo in steno stebrov. Druga pomanjkljivost te rešitve je prelivanje vode med prelivnimi polji, kjer so dolvodni zaključki stebrov (v nekaterih hidroloških situacijah) nižji od izračunanega vodostaja. Varianta "onemogočenih poligonov" je vseeno obveljala kot končna, saj so bile neuspešno izčrpane praktično vse druge možnosti, ki jih programska oprema nudi. Obe napaki sta bili upoštevani kot zanemarljivi. MEJA: V bližini objekta pregrade je korito reke zelo strmo, skoraj vertikalno. Povsod, kjer so se pojavile takšne strmine, je bil določen rob modela. Oblikovanje mreže dvodimenzionalnih končnih elementov na območju z zelo velikim naklonom je namreč vprašljivo. Pojav dolgih elementov, katerih vozlišča imajo med seboj zelo velike razlike v nadmorski višini, slabi numerično stabilnost modela. Z izbiro»pol-drsnega«(semi-slip) tipa meje je bila na mejah modela tako določena vertikalna stena. Netočnost, ki je storjena z aproksimiranjem strmega, a ne vertikalnega pobočja z navpično steno, je zanemarljiva. V stiku med mejo modela (vertikalno steno) in tekočino je bil upoštevan vpliv trenja oziroma strižnih napetosti, ki zaradi le-tega nastanejo. TURBINE: Program FESWMS ima omejitve pri vstavljanju različnih tipov konstrukcij. Zato je bilo treba najti nadomestni model, ki bi se čim bolj približal učinku turbin. To je pomenilo doseči znatno znižanje vodne gladine in povečane hitrosti dolvodno od strojnice. Uporabljena je bila rešitev z uporabo fiktivnih kanalov, katerih sredinska os poteka vzdolž osi turbin. Dva ozka poligona med samimi onemogočenimi (Disabled) poligoni sta v hidravličnem računu delovala kot zožitev toka, s čimer je prišlo do želene zajezitve in povečanih hitrosti v dolvodnem območju. Ostalo je le še vprašanje, kako zagotoviti ustrezen dvig (zajezitev) gladine na gorvodni strani pri različnih pretokih. Izkazalo se je, da se s spreminjanjem vrednosti "nadomestnega" Manningovega koeficienta hrapavosti lahko zadovoljivo vpliva na nivo gladine gorvodno od objekta. Tako je bil s kombinacijo dveh "kanalov" in pripadajočih Manningovih koeficientov vzpostavljen nadomesten hidravličen mehanizem za tok skozi turbine. Tako je bil pri matematičnem modelu uporabljen soroden pristop kot pri modeliranju turbin (uporaba merilne zaslonke) na fizičnem modelu. ZAPORNICE: Pri uporabi vgrajenega matematičnega modula za simulacije zapornice (Gate) program Flo2DH v več poskusih ni uspel dokončati računa. Ker modul ni dajal zanesljivih izračunov, je bil model toka izpod zapornice poenostavljen. Kadar se je izvajal račun z zaprtimi zapornicami, so bili poligoni zapornic onemogočeni (Disabled). Kadar se je izvajal račun, ko je bila ena ali več zapornic odprtih, so bili poligoni dvignjenih zapornic aktivni - podobno kot pri turbinah jim je bil določen "nadomesten" Manningov koeficient, s katerim se je uravnavala velikost energijskih izgub. Mreža končnih elementov v območju prelivnih polj in v območju strojnice sledi dejanskemu poteku dna na osnovi karakterističnih vzdolžnih prerezov skozi prelivno polje oziroma skozi turbine. Na Sliki 6 je prikazan končni model hidroelektrarne: bele površine predstavljajo "onemogočene" poligone (stebre med prelivnimi polji). Za lažjo predstavo je na Sliki 5 prikazana tudi jezovna zgradba v naravi.

T.PREŠEREN. F. STEINMAN - 93 - POSLEDICE IZGRAGNJE HIDROENERGETSKIH Slika 5: Situacijska fotografija hidroelektrarne St. Veit na reki Salzach Vir: TUG, Gradec Slika 6: Detajl numerične mreže preko prelivnih polj in v območju strojnice (dveh turbin) Robni in začetni pogoji Meja, ki obdaja modelirano območje, se deli na dve osnovni vrsti: na zaprto in odprto mejo. Zaprta meja je črta, preko katere voda ne more niti pritekati niti odtekati iz sistema. Takšna meja je bila opredeljena vzdolž struge reke Salzach na levem in desnem bregu. Z dodatno definicijo zaprte meje kot tip "semi-slip", je bila v hidravličnem računu zaprta meja upoštevana kot navpična stena, vzdolž katere zaradi trenja med tekočino in zidom nastopijo prirastki strižnih napetosti. Odprta meja je bila določena v obeh skrajnih profilih mreže končnih elementov, pri čemer je bil kot gorvodni robni pogoj določen pretok, kot dolvodni robni pogoj pa nivo vodne gladine. Meje modela in meje med poligoni so prikazane na Sliki 7. Slika 7: Hidravlični robni pogoji modela Izračuni so bili opravljeni za različne odtočne razmere in sicer za srednji pretok (88,8 m 3 /s) ter enoletno (220 m 3 /s), petletno (472 m 3 /s), tridesetletno (650 m 3 /s) in stoletno (767 m 3 /s) visoko vodo. Začetne pogoje za račun stalnega in nestalnega toka predstavljajo globina vode in začetne hitrosti v smereh koordinatnih osi x in y na celotnem območju modela. Uporabnik lahko izbere ti. "hladni začetek" (coldstart), pri katerem se v vseh vozliščih modela določijo enake vrednosti začetne gladine, vrednosti začetnih hitrosti pa so povsod enake nič. Druga možnost pa obstaja, kadar so na voljo rezultati predhodnih simulacij na modelu z enako ali rahlo spremenjeno mrežo. V tem primeru se rezultat iz prejšnje simulacije uporabi kot "vroči začetek" (hotstart) nove simulacije. Uporaba slednjih je zaželena, včasih pa celo nujna, saj sicer v primerih, ko je voda relativno plitka ali pa je pretok precej velik, Flo2DH pogosto ne more izpeljati računa. REZULTATI Z matematičnim modelom so bili opravljeni izračuni za sedem različnih obratovalnih pogojev: za spuščene zapornice pri srednjem pretoku, za eno dvignjeno zapornico (tri simulacije: odprta 1., 2. in 3. zapornica) pri 1-letni visoki vodi ter za odprta vsa prelivna polja pri 5-, 30- in 100-letni visoki vodi. V

T.PREŠEREN, F. STEINMAN - 94 - POSLEDICE IZGRAGNJE HIDROENERGETSKIH nadaljevanju bodo predstavljeni le rezultati simulacije pri visoki vodi s povratno dobo enega leta za situacijo, ko je odprta 3. zapornica (najbližja desnemu bregu). Nivo vodne gladine pri Q=220 m 3 /s; odprta zapornica 3 - vzdolžni prerez obravnavanega odseka nadmorska višina [m] 580 575 570 vodna gladina dno struge 565-400 -300-200 -100 0 100 200 300 400 relativna razdalja [m] Graf 1: Potek vodne gladine v vzdolžnem prerezu obravnavanega odseka: Graf 1 prikazuje izračunan potek vodne gladine pri enoletni visoki vodi. Točke, v katerih je bil zabeležen vodostaj, skupaj tvorijo os struge. hitrost [m/s] 2,4 1,6 0,8 0,0-0,8 hitrost dno struge Hitrosti pri Q=220 m 3 /s; odprta zapornica 3 - vzdolžni prerez obravnavanega odseka -400-300 -200-100 0 100 200 300 400 relativna razdalja [m] Graf 2: Potek hitrosti v vzdolžnem prerezu obravnavanega odseka: Na Grafu 2 so prikazane izračunane hitrosti pri enoletni visoki vodi vzdolž osi struge. 640 620 600 580 560 dno: nadmorska višina [m] Slika 7: Polje izračunanih hitrosti pri 1-letni visoki vodi: odprta je 3. zapornica, turbini obratujeta

T.PREŠEREN. F. STEINMAN - 95 - POSLEDICE IZGRAGNJE HIDROENERGETSKIH Slika 7 prikazuje polje hitrosti, izračunano za enoletno visoko vodo. Vidi se, da so hitrosti dolvodno od objekta zelo majhne in da se v okolici prelivnih polj pojavijo zastojne točke. Lepo je razviden tudi učinek zožitve v območju turbin, saj se največje hitrosti pojavljajo ravno na iztoku iz strojnice. SKLEP Primerjave gladin, izračunanih z dvodimenzionalnim numeričnim modelom in izmerjenih na fizičnem modelu, so pokazale, da je bil vzdolžni padec gladine pri matematičnem modelu manjši. Delno bi se neujemanje lahko pripisalo dejstvu, da je bil fizični model zaradi poudarka na preučevanju pojava premeščanja plavin zgrajen brez dodatnega umerjanja, s katerim se na modelu doseže ustrezna obratovalna hrapavost. Zato je verjetno, da je hrapavost ostenja fizičnega modela premajhna, kar posledično prinaša premajhen vzdolžni padec gladine. Po drugi strani pa se je dvodimenzionalen numeričen model izkazal kot dokaj nestabilen, ko je definirana nizka kota vodne gladine kot dolvodni robni pogoj ter velik pretok kot gorvodni robni pogoj. Ker podatkov o meritvah gladin v naravi pri prevajanju visokih voda ni na razpolago, je točnost simulacij težko oceniti. Opozoriti velja na večen problem pomanjkanja meritev v naravi. Pogosto se namreč dogaja, da so informacije o edinstvenih dogodkih v naravi za vedno izgubljene. V primeru odseka reke Salzach ob hidroenergetskem objektu St. Veit so bile prve meritve razmer v vodotoku opravljene šele več kot 10 let po prvem zagonu turbin, ko je bilo dno že močno preoblikovano, drugačno kot ob izgradnji objekta. Pridobivanje podatkov šele v času, ko že nastopijo težave, je nehvaležno. Izvajanje meritev v rednih časovnih korakih bi pomenilo bistveno boljše izhodišče za raziskave stanja. S podatki iz različnih časovnih obdobij bi bilo mogoče spremljati trende dogajanja na HE, hkrati pa dopolnjevati model v podporo odločanju. Model toka skozi turbine in izpod zapornice bi se vsekakor dalo izpopolniti. V primeru odseka reke Salzach iztok izpod zapornice sicer ni ključen, a vendarle tudi ni povsem zanemarljiv dejavnik, ki bi lahko vplival na odlaganje proda dolvodno od strojnice. Na žalost je izdelava modela s komercialno programsko opremo za modeliranje toka s prosto gladino vedno omejena z opcijami, ki jih le-ta ponuja. V mehaniki tekočin in hidravliki še vedno ostaja veliko vprašanj nerešenih. Če je razmah računalniške tehnologije in s tem hiter razvoj numeričnih orodij na začetku predstavljal grožnjo fizičnim modelom, je danes jasno, da matematični modeli ne bodo izpodrinili fizičnih. Cenovno praviloma ugodnejši matematični hidravlični modeli imajo omejitve, ki izhajajo predvsem iz poenostavitev pri izpeljevanju enačb, ki jih modeli rešujejo. Poleg tega je za resnično uporabnost matematičnega modela nujno umerjanje in validacija modela s fizikalnimi količinami, ki so bile pridobljene z meritvami v naravi. Ker pa je količina podatkov, pridobljenih z meritvami v naravi, vedno omejena, se za umerjanje in validacijo matematičnih modelov uporabijo rezultati fizičnih modelov. Pri zahtevnih gradnjah je zato fizični hidravlični model potreben, tako v pomoč projektantu, kot organu, ki daje soglasja in dovoljenja h gradnji in obratovanju. Prikazani primer pa kaže, da je potreben tudi pri reševanju vprašanj, ki se pojavijo v času rednega obratovanja. LITERATURA 1) Prešeren, T. (2005). Hidravlično modeliranje obratovanja hidroenergetskega objekta. Diplomska naloga, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Ljubljana. 2) Chanson, H. (1999). The Hydraulics of Open Channel Flow. Hodder Headline, London. 3) Salzach Kraftwerk St.Veit, Geschiebetrift im Unterwasser, Hydraulischer Modellversuch (2003). Hermann Grenn Laboratorium, Technische Universität Graz, Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, Graz. 4) SMS Surface Water Modeling System Tutorials (2002). Brigham Young University - Environmental Modeling Research Laboratory, Provo. 5) User's Manual for FESWMS Flo2DH (2002). Ofice of Research, Development, and Technology; Federal Highway Administration, Georgetown Pike.