HUVA - Hydrologiskt Utvecklingsarbete inom Vattenkraftindustrin. Tillrinning. Björn Norell

Transkript

1 Tillrinning Björn Norell Innehåll Vad är tillrinning? Mätning av tillrinning Beräkning av tillrinning Korta tillrinningsprognoser Vårflodsprognoser 1

2 Vad är tillrinning? Flåsjöns avrinningsområde (Ljungan) Storsjön Flåsjön Vad är tillrinning? PLUS Ytvatten Grundvatten Nederbörd direkt på sjön MINUS Avdunstning Uttag av vatten (t.ex. dricksvatten, bevattning) 2

3 Vad är tillrinning? Går det att mäta Momentan tillrinning Svar: Nej Tillrinning över en tidsperiod Svar: Ja Vad är tillrinning? Nyttig tillrinning T V t M Q ut Q in där: V M = magasinsvolym [m 3 ] T = tid [s] Q ut = Vattenflöde ut ur avrinningsområdet Q in = Vattenflöde in i avrinningsområdet 3

4 Vad är tillrinning? Nyttig tillrinning,flåsjön : T V t M Q ut t V M Q ut Vad är tillrinning? Lokal tillrinning,flåsjön : T lok V t M Q ut - Q in Q in t V M Q ut 4

5 Vad är tillrinning? Total tillrinning,flåsjön: T tot T T 1 2 T 1 T 2 Vad är tillrinning? Total tillrinning,ljungan: T tot T T 1 2 T 3 T 4 T 5 Flåsjön Gimån T 1 T 2 Storsjö T 4 T 3 Holmsjön Viforsen T 5 5

6 Mätning av tillrinning Tillrinningsvolym (V) DVM DV T Qut t t Tt ΔV V V M Q M T V t Q DV M V t Q där: T = Medeltillrinning till ett magasin [m 3 /s] DV M = Ändringen i magasinsvolym [m 3 ] V Q = Volym som tappas ur magasinet [m 3 ] V T = Total tillrinningsvolym Mätning av tillrinning Dygnsenheter (DE) och timenheter (TE) V T T t Om tillrinningen (T) = 1 m 3 /s så blir den tillrinnande volymen (V T ): t = ett dygn = s V T = 1 m 3 /s s = m 3 = 1 dygnsenhet (DE) t = en timme = 3600 s V T = 1 m 3 /s 3600 s = 3600 m 3 = 1 timenhet (TE) 6

7 Mätning av tillrinning Praktiskt exempel på användande av DE Hur mycket ska nästa dygns medeltappning från magasinet ändras så att ytan ligger still om tillrinningen är densamma? Dygnets medeltillrinning T = DV/t [DE] + Q DV 1 /t [DE] + Q 1 = DV 2 /t [DE] + Q 2, Q 2 = DV 1 /t [DE] + Q 1 DV 2 /t [DE] = 0 ger: Svar: Medeltappningen måste ökas med motsvarande antal m 3 /s som magasinets volym i DE har ökat med under dygnet. Beräkning av tillrinning Hydrologisk modell, t ex HBV-modellen 7

8 Beräkning av tillrinning HBV-modellen Meteorologiska rutiner SF Snörutin RF Markrutin FC LP SM Responsrutin Q 0 EI IN R RF EL R UZ PERC EA CF Sjörutin Q TRANSFOR- MATION- FUNCTION Q 0 +Q 1 LZ Q 1 ilake Transformationsrutin Beräkning av tillrinning Vad beräknar modellen? Oreglerad sjö Reglerad sjö Avrinning från sjön Tillrinning till sjön 8

9 Beräkning av tillrinning Prognosområde Delområde Beräkning av tillrinning Drivdata till modellberäknad tillrinning Nederbörd Temperatur (Luftfuktighet) (Vind) Jämförelsedata till uppmätt tillrinning Vattenföring Vattenstånd 9

10 Beräkning av tillrinning Ex: Kultsjöns delområde (Ångermanälven) Nederbördsstationer Vikt Station 0,05 Avasjö 0,15 Leipikvattnet 0,35 Marsliden 0,30 Ransaren 0,15 Raukasjö Temperaturstationer Vikt Station 0,33 Dikanäs 0,33 Gielas A 0,34 Stekenjokk A Beräkning av tillrinning 30 Nederbörd (mm) / Temperatur ( o C) Snömagasin (mm) Markvattenmagasin (mm) / Evapotranspiration (mm) Ackumulerat volymfel (mm) Beräknad (röd) och observerad (blå) tillrinning (m 3 /s) S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A

11 Korta tillrinningsprognoser Tillstånd idag Meteorologisk prognos + Vilken tillrinning kan vi vänta oss i morgon? Korta tillrinningsprognoser Klimatdata och meteorologiska prognoser till modellen hämtas via WebHyPro 11

12 Korta tillrinningsprognoser Idag Korta tillrinningsprognoser Idag 12

13 Korta tillrinningsprognoser Trolig nb Extrem nb Troligt flöde Idag Vårflodsprognoser Tillstånd idag + Normalt väder Hur ska vi hushålla med vattnet de närmaste månaderna? 13

14 Vårflodsprognoser Utan uppdatering Vårflodsprognoser Med uppdatering 14

15 Vårflodsprognoser Vårflodsprognoser Tillrinning [m3/s) F M A M J J Baserat på klimatdata från många olika år görs alternativa simuleringar t o m juli utifrån dagens starttillstånd Volym [DE} Summering av tillrinningssimuleringarna ger total förväntad vårflodsvolym Statistisk analys av alla simuleringar visar det sannolika utfallet av vårflodsvolymen 15

16 Vårflodsprognoser DG DG Vårflodsprognoser DG 16

17 Vårflodsprognoser Kvarvarande tillrinning, Ljungan 17