top of page

Projekt Modeliranja Stoječega Vala za Vodni šport (Surfanje)

 

Izziv sodelujočih pri projektu je bil dimenzionirati vodni objekt s katerim bi ustvarili stoječi vodni val s karakteristikami , ki bodo omogočale vodni šport , surfanje oz. deskanje na vodi. Za potrebe optimalnega dimenzioniranja je bilo potrebno raziskati lastnosti toka vode čez objekte ,lastnosti vodnega skoka in stoječega vala . V prvi fazi smo na katedri za mehaniko tekočin z laboratorijem v Ljubljani , izdelali model in ga preizkusili v vodnem kanalu, nato pa s pomočjo ustrezne računalniške opreme skušali z dobljenimi podatki iz fizičnega umeriti še računalniški model. 

 

Dinamiko vodnega toka smo merili v šolskem žlebu v laboratoriju na FGG. Končno optimalno rešitev pa smo s pomočjo delovnega mentorja umestili v prostor na območju HE Brežice in skupaj izdelali idejno zasnovo ter jo predstavili potencialnim investitorjem.

 

V ekipi sodelujočih študentov pri projektu nas je devet iz Fakultete za gradbeništvo in geodezijo in eden iz Fakultete za strojništvo. (Več o sodelujočih študentih in mentorjih)

 

Da bi izkoristili znanje in čas vsakega sodelujočega smo se  razdelili v tri skupine:

  • numerična ekipa,

  • laboratorijska ekipa,

  • ekipa zadolžena za ekonomijo, dokumentacijo in javnost.

 

S pomočjo delovnega mentorja pa se bomo vsi skupaj srečali z realnimi izzivi, ki se pojavljajo pri umeščanju projekta v prostor in se naučili poiskati ustrezne rešitve , pri čemer smo uporabili realne robne pogoje, prostorske podatke in izmerjene podatke. Zaključno idejno zasnovo smo ekonomično evaluirali in predstavili morebitnim investitorjem.

 

Menimo, da bi bila izvedba takšnega projekta dodatna pridobitev za novo nastajajočo hidroelektrarno (HE brežice)  in okolico , saj je surfanje v zadnjem času v polnem razmahu in ima tako v Sloveniji kot na Hrvaškem hitro rastočo populacijo navdušencev. Ravno bližina državne meje s Hrvaško je eden izmed pomembnih dejavnikov za izbiro HE Brežice. Tako bi razširili športno in turistično ponudbo na območju . Prav tako pa bo dobljene rezultate možno z določenimi prilagajanji projicirati na območja ob jezovnih zgradbah drugod po Sloveniji.

Slika 1, Začetki del v laboratoriju na FGG

Kaj je to vodni skok?

Vodni skok je pojav s katerim se v vsakdanjem življenju srečamo zelo pogosto pa se tega sploh ne zavedamo.

Vode v naravi teče zaradi enega glavnega dejavnika, to je gravitacija. In nekako je v naravi tudi težnja da voda teče v mirnem režimu in ne v deročem.

 

Kaj je to mirni, deroči ali kritični tok?

 

Ta tri stanja pravzaprav opisujejo energijsko stanje vodnega toka. Tok vode je miren takrat, ko v tok vode vržemo kamen in vidimo valove, kateri se širijo od tega kamna, da potujejo radialno v vse smeri. Če vržemo kamen v vodo pri deročem toku, pa se bodo valovi, katere je povzročil kamen širili le v smeri toka vode. Z izrazom kritični tok pa opisujemo stanje, sta hitrost in globina vode ravno takšna, da je zagotovljena minimalna energija za pretok, to pomeni, da pri danem pretoku nižja gladina vode ni mogoča in da pri danem pretoku ni mogoča višja hitrost vode. Podobno se zgodi pri vožnji avtomobila in prestavljanju v višjo prestavo, če imamo avtomobil v neki prestavi lahko z dodajanjem plina pospešujemo do neke končne »brzine«, katero lahko razvijemo v tej prestavi, če želimo z avtomobilom še pospeševati, potem moramo dati v višjo prestavo. Podobno se zgodi v tem primeru, če želimo povečati pretok se mora gladina vode dvigniti.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Torej, če imamo tok vode v deročem režimu, se bo ta slej ko prej transformiral v mirni režim. In če je ta prehod hipni potem se zgodi vodni skok. Saj deročemu toku vode s svojo veliko energijo, katero prinaša s seboj, nenadoma pade hitrost (zaradi različnih vzrokov, pade naklon vodotoka, poveča se prečni prerez reke, …) in odvečna energija se porabi tako, da se dvigne gladina vode. Zopet uporabimo primerjavo z vožnjo avtomobila, če z avtomobilom naglo zaviramo, čutimo kako nas sili naprej in navzgor, v primeru trka pa nas zabriše ven iz sedeža (k sreči nas pred tem varuje varnostni pas).

 

 

Nekaj vsakdanjih primerov vodnega skoka:

 

  • Tok vode iz pipe: voda pada v curku, kjer pospešuje zaradi težnostni, ko prileti do korita jo ta preusmeri navzven, ob tem nastopi trenje med curkom in koritom, ko to trenje povzroči padec energije do te mere, da vode ne zmore več teči deroče, se zgodi vodni skok (krog na sliki).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Tok vode preko slapov v tolmun:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Tok preko jezu: 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  • Narasla reka po deževju ko priteče izpod mosta (iz mesta zožitve do mesta razširitve struge):

Slika 2, Prehod mirnega v deroči tok, deročega v mirni in prehod deročega v kritični tok (Steinman, 2004)

Slika 2, Tok vode iz pipe, nastanek vodnega skoka (vir)

Slika 3, Tok vode preko slapov v tolmun

Slika 4, Vodni skok v podslapju HE Moste (vir)

Slika 5, Vodni skok v strugi narasle reke po iztoku izpod mosta (vir)

bottom of page