Synergies entre la production hydroélectrique et la protection contre les crues : cas d'étude de la Sihl en Suisse

IF 0.8 Q4 Environmental Science
G. Kayser, Fränz Zeimetz, Pedro Manso, Anton Schleiss, F. Jordan
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Abstract

Située à la confluence de deux cours d'eau – la Limmat et la Sihl – la ville de Zurich a toujours dû faire face aux crues. Suite aux crues de 2005, un projet de dérivation de la Sihl vers le lac de Zurich en amont de la ville a été lancé. En alternative à un premier projet de galerie de décharge de la Sihl, qui ne contribue qu'à la protection contre les crues, la dérivation de débits par l'aménagement hydroélectrique de pompage-turbinage existant sur le bassin versant présente l'avantage d'une synergie novatrice entre deux objectifs : la protection contre les crues, d'une part, et le réaménagement d'une infrastructure de production d'énergie renouvelable avec augmentation de la puissance installée, d'autre part. Le concept consiste à gérer le niveau du lac d'accumulation de l'aménagement situé sur la Sihl à l'amont de Zurich en tenant compte des prévisions météorologiques afin de laminer les crues tout en produisant de l'énergie hydraulique. La réalisation d'abaissements anticipés du plan d'eau à l'annonce de crues doit néanmoins respecter le règlement de contrôle des niveaux du lac de la Sihl, situé sur un bassin versant très peuplé. La performance de cette solution est fortement liée à la fiabilité des prévisions météorologiques et hydrométriques. Pour augmenter l'effet protecteur de l'aménagement, une augmentation de la puissance équipée de l'aménagement doit être envisagée. Cet article présente une étude hydrologique du bassin versant avec l'accent sur l'analyse des crues, dans l'objectif de déterminer la contribution de différents débits d'équipement de la centrale d'Etzelwerk à la protection de la ville de Zurich lors de crues de périodes de retour de 300 à 500 ans. Le modèle de simulation Routing System du bassin versant est établi et calé sur 32 années complètes, comportant des événements de crue importants. Ensuite, des cas de charge de précipitations de périodes de retour 100, 300 et 1000 ans sont générés comme entrées pour la simulation d'événements de crue. En fin de compte, un débit d'équipement de 147 m3/s, soit quatre fois la capacité actuelle, est finalement retenu comme le débit minimal qui remplirait les exigences de protection contre les crues à Zurich, ce qui correspond à une puissance installée de 600 MW.
水力发电和防洪之间的协同作用:瑞士SIHL案例研究
苏黎世位于利马特河和希尔河的汇合处,一直面临着洪水的威胁。在2005年的洪水之后,一个项目开始将Sihl河改道到城市上游的苏黎世湖。作为替代Sihl》初稿画廊解约,这只会有助于防范洪水,在推导借由水电装修pompage-turbinage河流域上现有的优势,两者之间建立协同创新目标:保护防洪,一方面和生产可再生能源与基础设施的升级,装机容量增加,另一方面。该概念包括管理位于苏黎世上游Sihl的设施的蓄水池水位,同时考虑天气预报,以减少洪水,同时产生水力发电。然而,在宣布洪水时预期的水位下降必须符合Sihl湖的水位控制规定,该湖位于人口稠密的集水区。该解决方案的性能与气象和水文预报的可靠性密切相关。为了增加设备的保护效果,应考虑增加设备的功率。本文对该流域进行了水文研究,重点是洪水分析,目的是确定etzelwerk电站的不同设备流量对Zurich市300 - 500年回流期洪水保护的贡献。建立了流域路由系统仿真模型,并对32年的重大洪水事件进行了校准。然后生成100年、300年和1000年的降雨负荷案例作为洪水事件模拟的输入。最终,147立方米/秒的设备流量,即目前容量的4倍,被确定为满足苏黎世防洪要求的最小流量,相当于600兆瓦的装机容量。
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期刊介绍: La Houille Blanche, revue internationale de l ''eau/International Water Journal, is the only almost all French-written journal of Water science. It promotes the dissemination of research and innovative practices in the field of water, as a key resource for everyday use for human needs, agriculture, energy and transport, and hydraulic public works. This includes environmental and risk assessment and management issues related to hydrology, meteorology, flood, low flows and drought, as well as issues in the field of fluid mechanics, hydraulics machinery, multiphase flows, microfluidics... La Houille Blanche, International Water Journal, is cited by Science Citation Index Expanded of Institute for Scientific Information (I.S.I) in USA, and by CNRS in France; since 1902, the journal publishes high-standard relevant peer-reviewed research papers. La Houille Blanche also provides more general information and recent news about the water world, and the SHF association and its members life: scientific events, book review, R & D advancements, … Six issues per year. Thematical journal for original articles and reviews mostly in French.
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