Hidrológiai Közlöny 1961 (41. évfolyam)

2. szám - Szalay Miklós: Vízerőművek tervezésének halgazdasági szempontjai

138 Hidrológiai Közlöny 1961. 2. sz. Szalay M.: Vízerőmüvek tervezésének halgazdasági szempontjai alvízi oldalon ismét kibocsátja. Az egész folyamat csupán 2—3 másodpercig tart, mégis elegendő arra, hogy kedvezőtlen körülmények esetén a turbinákon átjutott halak, komoly, sőt életveszélyes sérüléseket szenvedjenek. A keletkezett sérülések két főbb csoportba sorolhatók : aj A nyomásviszonyok folytán előálló és főleg a kisebb halakra veszélyes sérülések; b) a lapátok által okozott és főként nagyobbméretű halakat veszélyeztető sérülések. A nyomásviszonyok miatt bekövetkezett sérülések okai ismét két csoportra oszthatók : 1. A turbinán áthaladó folyadékrészecskére ható • hidrosztatikus nyomás hirtelen növekedése, majd csökkenése az atmoszferikushoz közeleső értékre ; 2. a kavitáció-okozta váltakozó depresszió és túlnyomás. A nyomásváltozások hatása részben abban nyilvánul meg, hogy a hal úszóhólyagjában levő levegő nitrogénje a vérbe kényszerül, ahol a keszonbetegséghez hasonló embóliás tüneteket okoz, részint pedig, amikor a depresszió következtében a halra ható külső nyomás az atmoszferikus nyomás alá csökken, az úszóhólyag belsejében levő túlnyomás a hólyag falát megrepesztheti. Muir [371 rendkívül érdekes laboratóriumi kísérleteket végzett erre vonatkozóan a British Columbia egyetemen. A járókerék lapátjai által okozott sérülések mibenléte bővebb magyarázatra nem szorul. Mindössze annyit kell megemlítenünk, hogy a vezetőkoszorú lapátjai közül folytonosan kiáramló vízsugarat a járókerék lapátjai rövid időközökben átszelik és így az áthaladó halakat is megsérti, vagy elvágja a járókerék lapátja, ha éppen nekiütköznek. A károsodás mértéke a turbina geometriai méreteitől, üzemi adataitól, valamint a halaknak a turbinához viszonyított méreteitől függ. A következőkben Rabén [42] nyomán ismertetjük azt a gondolatmenetet, amelynek segítségével elméleti úton elbírálhatók a turbinák halkárosító tulajdonságai. A sérülés bekövetkeztének valószínűsége : B = x V (1) ahol x V t 60 b • n [sec] ahol b = a járókerék lapátjainak száma, n = a percenkénti fordulatszám. Az átfolyási sebesség : Q 4 Q , [m/s] (3) F-cosx TI (e

2 — /

2) cos a ahol Q — a turbina víznyelése [m

3/sec], e = a járókerék átmérője [m]. / = a kerékagy átmérője [m], a = a vezetőlapátból kilépő vízsugárnak a függőlegessel bezárt szöge a járókerék élére csapódás pillanatában. A kapott adatokat az (1) egyenletbe helyettesítve : „ x x-b-n- n-(e- — f

z) cos a B = HT = 24ÖÖ ' W Ha az egyenletbe a hal hosszát cm-ben behelyettesítjük, a sérülés valószínűségét százalékosan kapjuk meg. Rabén az előbbi egyenlettel számítható eredményeket összehasonlította az obernau-i Majnaerőmű Kaplan-turbináinál észlelt halkárok adataival és az egybevetést (V = 1,20 m számított vízszálhossz mellett) az 1. táblázat tartalmazza. 1. táblázat Halsérülések számított és mért adatainak összehasonlítása Tafel 1. Vergleichung berechneter und beobachteter Fisch beschád igungen Table 1. Comparison of computed and observed fish injuries Hal hossza [cm] 9 10 11 12 13 14 15 1B 17 J8 40 45 50 55 60 65 70 Sérülési százalék számítva ! észlelve 17,5 23,0 38,0 11,0 20,5 a hal testhossza, annak a vízszálnak a hossza, mely két egymásutáni járókerék-lapát közt elvágás nélkül áthaladhat, (x > V esetén B > 1, ami többszörös sérülést jelent.) A V úthossz az idő és sebesség szorzataként számítható. A kérdéses idő : Mint látható, a tényleges sérülések mértéke kisebb a számítottnál, ami várható is. A képlet ugyanis nem veheti figyelembe azokat az érintéseket, amelyek sérülésre nem vezetnek (pl. a farkúszóé) és arra sincs tekintettel, hogy a halak testének hajlékonysága szintén csökkenti a sérülés esélyét. Rabén ezért azt javasolja, hogy képletét még egy k szorzótényezővel javítani kell, ami az obernaui turbinák esetében 0,43-nak adódott. Francis-turbinák esetében az átáramlási keresztmetszet : g + h F (2) ahol g = a járókerék kisebbik átmérője, h = a járókerék nagyobbik átmérője, i = a járókerék magassága, és így a Kaplan-turbinákra érvényes (4) képlet a következő alakban használható Francis-turbi-