High gradient meander-modular fish passes for hydroelectric power objects

• Autorzy: Kasperek R.S. , Szkudlarek A. , Mokwa M.

Warianty tytułu

PL

Przepławki meandrowo-modułowe wysokiego spadu przy obiektach hydroenergetycznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Aim of the paper The aim of the paper is to determine the hydraulic conditions in the high gradient meander-modular fish pass based on model tests in which the correct migration of aquatic organisms is ensured. Material and methods The concept of a new version of the meander fish pass was developed at the Water Laboratory at the University of Environmental and Life Sciences in Wroclaw. A characteristic feature of this fish pass, in addition to its compactness, is the modular structure that can be expanded in any way. The idea of a high gradient meander fish pass is based on a helical surface. The tests were performed on a 1 : 3 scale model based on the Froude similarity criterion. Important elements of the research were measurements of point velocities, stream distribution and turbulence at variable Q flow. Results and conclusions The tested fish pass model for high gradient meets the basic design assumptions. Velocities in chambers do not exceed the permissible values for fish. At resting places, the velocity does not exceed the limit. The distribution of streams shows that resting places with reduced flow velocities are created inside the chambers. The main difference between meander passes and traditional slot passes is the type of flow in the pools as well as the reduction of energy. The conducted tests show that the water velocities in the interstices of this fish pass are higher than in the slot gaps. The authors recommend designing more pools than for traditional constructions.

PL

Cel pracy Celem pracy jest określenie warunków hydraulicznych w przepławce meandrowo-modułowej o wysokim spadzie, w której zapewniona jest prawidłowa migracja organizmów wodnych, na podstawie badań modelowych. Materiał i metody W Laboratorium Wodnym na Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu opracowana została koncepcja nowej wersji przepławki meandrowej dla ryb. Cechą charakterystyczną tej przepławki, oprócz jej kompaktowości, jest struktura modułowa, którą można w dowolny sposób rozbudowywać. Idea przepławki meandrowej wysokiego spadu oparta jest na powierzchni helikoidalnej. Badania wykonano na modelu w skali 1 : 3 w oparciu o kryterium podobieństwa Froude’a. Istotnymi elementami badań były pomiary prędkości punktowych, rozkładu strug i turbulencji przy zmiennym przepływie Q. Wyniki i wnioski Badany model przepławki dla wysokich spadów spełnia podstawowe założenia projektowe. Prędkości w komorach nie przekraczają dopuszczalnych wielkości dla ryb. W miejscach spoczynku prędkość nie przekracza granicznej. Z rozkładu strug wynika, że wewnątrz komór tworzą się miejsca spoczynkowe o zmniejszonych prędkościach przepływu. Główną różnicą pomiędzy przepławkami meandrującymi a tradycyjnymi przepławkami szczelinowymi jest rodzaj przepływu w basenach, a także redukcja energii. Z przeprowadzonych badań wynika, że prędkości wody w szczelinach tej przepławki są większe niż w przepławkach szczelinowych. Autorzy zalecają projektowanie większej liczby basenów niż w przypadku tradycyjnych konstrukcji.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus
• Rocznik: 2019
• Tom: 18
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.125-136,fig.,ref.

Twórcy

autor

Kasperek R.S.

• Institute of Environmental Engineering, Wroclaw University of Environmental and Life Sciences, pl.Grunwaldzki 24, 50-363 Wroclaw, Poland

autor

Szkudlarek A.

• Inex, Krawiecka 3/134, 50-148 Wroclaw, Poland

autor

Mokwa M.

• Institute of Environmental Engineering, Wroclaw University of Environmental and Life Sciences, pl.Grunwaldzki 24, 50-363 Wroclaw, Poland

Bibliografia

• FAO & DVWK (Food and Agriculture Organization of the United Nations in arrangement with Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau e.V.) (2002). Fish passes. Design, dimensions and monitoring.
• Kasperek, R., Wiatkowski, M. (2008). Field Studies of Fish Pass Operation on Michalice Reservoir. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set The Environment Protection), 10, 613–622.
• Michalec, B., Cupak, A., Tarnawski, M., Wałęga, A. (2017). Assessment of the technical state of the weir at Szczyglice on the Rudawa River. Acta Scientarium Polonorum. Formatio Circumiectus, 16(4), 5-12, DOI: 10.15576/ASP.FC/2017.16.4.5.
• Mokwa, M., Kasperek, R., Wiśniewolski, W. (2007). Laboratory research program of the elekctric-electronic barrier application of ichthyofauna protection. Infrastruktura i Ekologia Terenów Wiejskich (Infrastructure and Ecology of Rural Areas), 4/2, 289–297.
• Mokwa, M., Wiśniewolski, W. (2008). Protection of ichthyofauna against the harmful effects of hydrotechnical constructions. Wrocław: Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne.
• Mokwa, M., Tymiński, T. (2017). Hydraulic Calculations for Fish Passes. In: “Open Channel Hydraulics, River Hydraulic Structures and Fluvial Geomorphology”, 98–130.
• Mokwa, M., Sobota, J., Tymiński, T., Ciura, M., Goleń, P. (2012). Meandering fish pass of modular design. Gospodarka Wodna, 8, 343–348.
• Peters, H. W. (2004). Der Mäanderfischpass. Wasserwirtschaft, 7/8, 16.
• Plesiński, K. (2018). Variability of the river bed system and morphology in the region of the block ramp impact (The case of the Porębianka River). Acta Scientarium Polonorum. Formatio Circumiectus, 17(1), 79–93, DOI: 10.15576/ASP.FC/2018.17.1.79.
• Radecki-Pawlik, A., Voicu, R., Plesiński, K., Gajda, G., Radecki-Pawlik, B., Voicu, L., Książek, L. (2019). Difficulties with existing fish passes and their renovation. The pool fish pass on Dłubnia River in Krakow, Acta Scientiarum Polonorum. Formatio Circumiectus, 18(2).
• Szkudlarek, A. (2014). Hydraulic characteristics of the meander-modular fish pass for high falls (Laboratory tests). Master thesis. Wrocław University of Environmental and Life Sciences.
• Weise, A., Thuermer, K. (1999) Errichtung einer Demonstrationsanlage für verschiedene Typen von Fisch-aufstiegsanlagen im Hydrolabor Schleusingen für die Ausbildung von Studenten, Bauhaus-Universität Weimar, (maszynopis).
• Wiśniewolski, W. (2006). Ecological continuity of rivers and fish restitution as a condition of eco-development. In: Rybactwo, wędkarstwo, ekorozwój. Monograph (Ed. Arkadiusz Wołos). Olsztyn: Wydawnictwo IRS.