Impact of a hydropower plant on the downstream reach of a river

Abstract

The impact of a hydropower plant (HPP) on the environment, first of all on the riverbed of downstream reach as well as on fish communities is analysed in the paper. Frequent switching on and off of turbines has been determined to be the reason of intensive and long‐lasting riverbed scour, also significant reduction of fish communities. Each switching on and off of HPP turbines is found to cause a sudden change of water discharge and level in the downstream reach. Water level suddenly drops down after the turbine switches off. Uplift force of ground water flowing from a riverbed destructs a reinforcing layer of large ground particles formed during the self‐lining process. Scour of small particles from the bottom sets in. The riverbed deepens significantly until a new reinforcing layer forms. Suggestions are given to slow down turbine switching within technical possibilities. This simple measure allows to increase the length of a reflux wave, to reduce the speed of water level drop and the length of river reach under the scour danger.

Hidroelektrinės poveikis Nemuno upei žemutiniame bjefe

Santrauka. Nagrinėjamas hidroelektrinės (HE) poveikis aplinkai, pirmiausia upės vagai žemutiniame bjefe, taip pat ir žuvims. Buvo nustatyta, kad dažnas HE turbinų įjungimas ir išjungimas yra pagrindinė intensyvaus ir ilgai trunkančio vagos plovimo, taip pat žymaus žuvų skaičiaus sumažėjimo priežastis. Žinoma, kad kiekvienas HE turbinos įjungimas sukelia staigų vandens debito ir lygio kitimą žemutiniame bjefe. Išjungiant turbiną vandens lygis staiga mažėja. Iš upės dugno ištekančio gruntinio vandens slėgio jėga sulaužo iš didžiausių grunto dalelių susidedantį apsauginį sluoksnelį, susidariusį savigrindos proceso metu. Prasideda smulkių grunto dalelių plovimas iš dugno. Upės dugnas žemėja, kol susidaro naujas apsauginis sluoksnis. Siūloma turbinų stabdymo procesą lėtinti kiek įmanoma iki techniškai priimtino mažiausio greičio. Ši paprasta priemonė leidžia padidinti atoslūgio bangos ilgį, sumažinti vandens lygio kritimo greitį ir sutrumpinti upės ruožo, kuriam grėstų plovimas, ilgį.

Reikšminiai žodžiai: upė, hidroelektrinė, vandens lygio svyravimas, žuvys, vaga, plovimas, savigrinda.

Воздействие гидростанции на реку Нямунас в нижнем бьефе

Резюме. Рассматривается воздействие гидростанции (ГС) на окружающую среду, в первую очередь на русло реки Нямунас в нижнем бьефе, а также на рыб. Было установлено, что частое включение и выключение турбин ГС является основной причиной интенсивного и длительного размыва русла реки, а также сокращения численности рыб. Известно, что каждое включение турбины ГС вызывает резкое колебание расхода и уровня реки в нижнем бьефе. После выключения турбины уровень воды резко понижается. Сила давления воды, вытекающей со дна реки, ломает защитный слой крупных частиц грунта, сформированный во время процесса самоотмостки. Начинается размыв мелких частиц грунта со дна. Дно реки понижается, пока не образуется новый защитный слой. Предлагается замедлить до технически возможной минимальную скорость остановки турбин. Этот простой способ позволяет увеличить длину волны отлива, уменьшить скорость падения уровня воды и сократить длину участка реки, которому грозит опасность размыва.

Ключевые слова: река, гидростанция, колебание уровня воды, рыбы, русло, размыв, самоотмостка.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : river, hydropower plant, water level fluctuation, fish, riverbed, scour, self-lining