Waterkracht – stuwdammen

Stuwdammen zijn een van de grootste constructies die mensen in de natuur aanleggen. De helft van deze reservoirs is bedoeld voor irrigatie, de andere helft wordt gebruikt voor het opwekken van energie, waterbeheer en watervoorziening. Het gebruik van stuwdammen beïnvloedt de hoeveelheid, timing en kwaliteit van het water en sediment dat beschikbaar is in een stroomgebied. Daarom is het van belang dat bij de planning van nieuwe reservoirs goede omgevingsstudies worden gedaan, en bij het beheer van bestaande reservoirs het systeem optimaal wordt gebruikt. Deltares ondersteunt projectontwikkelaars, turbinefabrikanten, investeerders en aannemers bij het ontwerp, de bouw en het beheren van waterkrachtcentrales.

hydropower-damOptimalisatie planning en beheer en minimaliseren van kosten en effecten op de omgeving

Het aantal stuwdammen neemt wereldwijd nog steeds toe, ook omdat ze belangrijk zijn bij de duurzame ontwikkeling van veel landen. Voor de planning en het beheer van reservoirs kunnen opdrachtgevers een beroep doen op de hydrologische, hydraulische, morfologische, geotechnische en ecologische expertise van Deltares. Zo kunnen ontwikkelaars en engineers onze research gebruiken om kosten te besparen en risico’s te minimaliseren. Daarnaast kunnen overheden en andere belanghebbenden impactanalyses en omgevingsstudies benutten bij de planning en productie van duurzame energie uit waterkracht.

Planning, milieueffecten, ontwerp en optimalisatie
Onze ervaring en kennis zetten wij voor diverse opdrachtgevers in voor activiteiten op het vlak van:

  • Planning en waterverdeling in stroomgebieden
  • Milieueffectrapportages en afvoerverdeling ten behoeve van de ecologie
  • Modelvorming en beheer van afzettingen
  • Modelvorming van de waterkwaliteit in reservoirs
  • Hydraulisch ontwerp van leidingen, turbines en uitlaatconstructie
  • Realtime beheer en optimalisatie van  reservoirs met meervoudige functies

Internationale ervaring op vlak van planning, ontwerp en beheer van reservoirs

Deltares heeft ruime ervaring in het plannen, ontwerpen en beheren van reservoirs. Zo werkten we mee aan de volgende grote internationale projecten:

  • Het National Water Plan in Egypte.
  • Het Sistan Inland Delta plan (Iran).
  • De Water Resources Study voor zes rivieren op West-Java.
  • Het opstellen van risicobeperkende richtlijnen voor de ontwikkeling van waterkrachtcentrales in de Mekong-rivier, voor de Mekong River Commission.
  • De optimalisatie van waterkrachtcentrales in de Tennessee Valley.

hydropower-flowAfzettingen

Bij reservoirs komen een aantal effecten voor die problemen kunnen veroorzaken, zoals afzettingen en waterkwaliteit. Bij reservoirs ontstaan bijvoorbeeld afzettingen die zowel stroomop- als stroomafwaarts kunnen leiden tot:

  • Verminderde actieve opslagcapaciteit.
  • Schade aan waterkrachtcentrales en andere faciliteiten.
  • Morfologische veranderingen.

Deltares is als adviseur betrokken bij diverse projecten die te maken hebben met het voorspellen en terugdringen van de gevolgen van stroming op afzettingen en morfologie. Dit gebeurt bijvoorbeeld in de Nijl en de Mekong. We gebruiken 1D- en 2D-modellen om het hele systeem in een model weer te geven. Ook passen we speciaal daarvoor gemaakte, gedetailleerde modellen, ook in 3D, toe voor afzonderlijke onderdelen van het systeem.

Waterkwaliteit

Veel zoetwaterreservoirs hebben een slechte waterkwaliteit. In opdracht voeren wij gedetailleerde 2D- en 3D-analyses uit van stratificatieprocessen, afzettingen en waterkwaliteitsprocessen. Zo wordt bij de waterkwaliteit gekeken naar de temperatuur en de hoeveelheid zuurstof in het water. Dit gebeurt met onze software Delft3D, Sobek en Ribasim die modules bevatten om de waterkwaliteit te beoordelen.

Unieke numerieke modelleringssoftware

In de ontwerp- en onderzoeksfase kunnen numerieke modellen goed van pas komen. Voor waterkrachttoepassingen zetten wij een combinatie in van verschillende numerieke modellen, zoals:

  • Delft3D voor kleinschalige en grootschalige effecten van stroming, sediment transport, morfologie, golven, waterkwaliteit en ecologie
  • WANDA voor optimalisatie van energieoutput
  • StarCCM+ voor gedetailleerde simulatie van stromen in de buurt van de turbines
  • RTC tools voor real-time control optimalisatie en DSS (decisions support system)
  • Delft-FEWS voor real-time voorspellingen van (o.a) afvoeren en waterkwaliteit
  • Sobek voor 1D-modellering van riviersystemen
  • Ribasim voor simulatie van stroomgebieden en water verdeling