Vattenkraftverket i Stornorrfors, Umeälven. Foto: Tage Olsin.

Forskning på vattenflöde hjälper fisken

Publicerad: 16 augusti 2013

I en ny avhandling vid Luleå tekniska universitet har forskaren Anders Andersson undersökt vattenflöden i anslutning till vattenkraftverk. Genom att kombinera fältmätningar med simuleringar kan exempelvis designen av fiskvägar förbättras.

– Vattenflödet är intressant att veta vid en nybyggnad eller utbyggnad av vattenkraftsanläggningar. När man till exempel bygger fiskvägar så behöver vattenflödet vara på ett sådant sätt att fisken hittar till fisktrappan förbi vattenkraftsdammen, säger Anders Andersson på forskningsämnet strömningslära vid Luleå tekniska universitet.

Lockvatten underlättar uppströmsvandring

Anders Andersson har, som en del av EU-projektet ”Från Kust till Fjäll”, tittat på olika lösningar för att förbättra uppströmsvandring. Målet är att skapa en hållbar utveckling för fisket i Vindelälven och Umeälven. Eftersom många fiskar fastnar på vägen till sina lekplatser har Anders, i samarbete med SLU i Umeå, gjort simuleringar med lockvatten och jämfört detta med mätning av förekomsten av fisk.

– Det gäller att skapa ett lockvatten som hjälper fisken förbi vattenkraftsdammar och andra hinder. Fisken lockas av höga vattenhastigheter och därför behöver det vara ett starkt flöde där fisken ska vandra. Vi kunde se en koppling mellan turbulensen i vattnet och antalet fiskar, dock får turbulensen varken vara för hög eller för låg, berättar Anders Andersson.

Simuleringar av flöde över väggar med råhet

Förutom friytesimuleringar har Anders Andersson undersökt vattenflödet över grova ytor, exempelvis väggar i en sprängd vattenkraftstunnel.

– Grova ytor har en stor inverkan på flödet, och helst ska motståndet vara lågt. Det är viktigt att kunna beskriva flödet på ett bra sätt för att få ut realistiska resultat från sina beräkningar.

Anders_Andersson_RGB.jpg
Anders Andersson forskar inom strömningslära vid Luleå tekniska universitet.

Utmaningen handlar om att skapa en effektiv modell för simuleringar. För många mätpunkter på de grova väggarna, så kallad upplösning, gör att det blir svårare att modellera och dyrare att simulera. För få mätpunkter ger å andra sidan en felaktig simulering.

– Vi upptäckte ett det blir stor skillnad i hur flödesfältet ser ut om man går under en viss upplösning. Därför är det viktigt att ha tillräckligt med mätpunkter, säger Anders Andersson och fortsätter:

– I framtiden hade det varit bra med en modell som delvis tar med geometrisk råhet, det vill säga löser upp den stora skalan av råhet på väggarna, men numeriskt tar hand om de små skalorna av råhet. Det skulle ge en effektivare simulering.