App. Et terrassenet. Konfig.

Som diskuteret på siden med terrassekanaler skal netværket af terrassekanaler opsamle 9,7 km^3 smeltevand i en gennemsnitlig 90-dages smeltesæson for at kunne levere 2.250 MW-projektet. Så den gennemsnitlige indsamlingshastighed er 0,11 km^3 pr. dag. Yderligere 3,6 km^3 kommer ind i søen fra det naturlige indlandsisopland og 0,2 km^3 fra det isfrie opland. [6]

Denne analyse antager, at de graderede terrassekanaler er dimensioneret til at håndtere en maksimal opsamlingsflowhastighed på 0,22 km^3 pr. dag, hvilket er det dobbelte af den gennemsnitlige daglige rate. 

Mannings ligning [ 44] for flow i en åben kanal bruges til at bestemme den nødvendige kanalhældning og tværsnit.

Q = V * A = (A * R^(2/3) * S^(1/2)) / n mks enheder

Q = Strømningshastighed i m^3/sek.
V = Strømningshastighed i m/sek.
A = Kanalens tværsnitsareal i m^2
R = Hydraulisk radius = A / Kontaktbredde mellem vandløb og vandløbsleje i m
S = Kanal hældning i m/km
n = Mannings konstant = 0,0125 for glat iskanaloverflade

Nedenstående figur viser tværsnittet af en udgravet kanal ved dens ende. Designet har en bundbredde på 5 m, Sidevæggene hæver sig i en 45 graders vinkel. Den normale vandstand er 1 m. Det normale tværsnitsareal af åen er 6 m^2. Tværsnitsarealet af åen ved maksimalt designet vandstand er 12 m^2. Denne konfiguration giver følgende værdier for Mannings ligning. Kanalens designhældning er 1,25 m højdefald / 1000 m langs kanalen.

R = 6 /(5 + 2,8) = ,77 m
S = ,00125
Baseret på denne konfiguration er strømningshastigheden og strømningshastigheden som følger:
V = 2,37 m/sek.
Q = 14,24 m^3/sek = 1,23 * 10^ 6 m^3 /dag = ,11 km^3 / 90 dages smeltesæson

Derfor kræves 88 kanaler for at indsamle 9,7 km^3 i en smeltesæson. Yderligere 3,6 km^3 vil strømme fra indlandsisen ud i søen, og yderligere 0,2 km^3 vil strømme fra det naturlige isfrie opland ind i søen.

I selve konstruktionen af ​​smeltevandsopsamlingskanalerne vil hver kanal ende nær gletsjerkanten, der strømmer ind i den begravede del af Tasersiaq-søen. Hver kanal vil strække sig ud fra søen mod den fjerneste yderkant af opsamlingsområdet. Nord for Tasersiaq Sø vil i alt 50 terrassekanaler strække sig til et punkt cirka 140 km nord for søens opland. Syd for Tasersiaq-søen vil i alt 38 terrassekanaler strække sig til et punkt cirka 105 km syd for søens opland. Da hver kanal vil følge konturerne af den glaciale topografi, vil den faktiske længde af hver kanal være anslået 180 km i den nordlige del og 140 km i den sydlige del af terrasserne. Nogle kanaler kan inkludere grene i deres ydre rækkevidde for at forbedre indsamlingseffektiviteten. Disse grene, som vil bære mindre mængder vand end hovedkanalen, kan have et lavere og smallere tværsnit, og det kombinerede tværsnit af alle grene af en enkelt terrasse vil falde, når den nærmer sig den fjerneste ende af kanalen.

Størrelsen af ​​hver kanal ved dens ende vil være som beskrevet ovenfor. Men da der samles vand i kanalen i hele dens længde, kan tværsnitsstørrelsen være mindre nær terrassens startpunkt og vokse i hele dens længde. Det gennemsnitlige tværsnit i hele længden er estimeret til at være 0,65 af tværsnitsarealet ved endestationen.

Det forventes, at lokale ujævnheder i overfladekonturen kan gøre det nødvendigt at udgrave kanalen til dybder, der er større end forudsagt af den optimale størrelse for en maksimal smeltedag. For at tage højde for det ekstra isvolumen, der udgraves til dette formål, antages det, at mængden af ​​udgravet is vil blive forøget med en faktor 3.

Under hensyntagen til alle korrektionsfaktorer:

Samlet udgravet isvolumen pr. kanal =
Tværsnitsareal påkrævet på gennemsnitlig strømningsdag *
           Justering for maksimal strømningsdagvolumen *
           Justering for reduceret volumen nødvendig tættere på begyndelsen af ​​kanalen *
           Justering for overfladeuregelmæssigheder *
           Faktisk kanalængde

Samlet udgravet isvolumen pr. kanal = 6 m^2 * 2 * 0,65 * 3,0 * Faktisk kanallængde

Samlet udgravet isvolumen for hele netværket =
Total udgravet isvolumen i North Channel *
                     50 kanaler +
                     Samlet udgravet isvolumen i South Channel *
                     38 kanaler                                                               

Samlet udgravet isvolumen for hele netværket = 3,35 * 10^8 m^3

Citater og links:

6. Andreas P. Ahlstrøm, Dorthe Petersen, Peter L. Langen, Michele Citterio, Jason E. Box et al, Abrupt shift in the observed afstrømning fra det sydvestlige Grønlands indlandsis, Sci. Adv. 2017;3: e1701169, 13. december 2017  Abrupt skift i den observerede afstrømning fra det sydvestlige Grønlands indlandsis | Videnskabens fremskridt

44. USDA Forest Service, San Dimas teknologi- og udviklingscenter FX3 Hjælp (orst.edu)