Hoʻolālā Waihona Wai Kūpono no ka Mālama Wai ma nā ʻŌnaehana Mana Hydroelectric
Hilinaʻi nā hale hana mana hydroelectric (PLTA) i ka wai ma ke ʻano he "wahie" mua. Eia naʻe, ʻaʻole e like me nā wahie fossil, hiki ke mālama ʻia i ka waihona, mālama ʻia ka ikehu i loko o kahi hale hana mana hydroelectric ma ke ʻano o ka ikehu hiki ke mālama ʻia ma kahi kiʻekiʻe kikoʻī. No laila, he ʻāpana koʻikoʻi ka waihona wai: ʻaʻole ia he loko wai paʻa wale nō, akā he ʻōnaehana mālama ikehu e hoʻoholo ai i ka hilinaʻi o ka lako uila, ka pono o ka hana turbine, a me ke kūpaʻa o ka ʻōnaehana i ka maloʻo a me ke kahe ʻana. Kūkākūkā kēia ʻatikala i nā kumumanaʻo o ka hoʻolālā waihona wai kūpono no ka mālama ʻana i ka wai i loko o kahi ʻōnaehana hale hana mana hydroelectric, mai nā ʻano hydrological a hiki i nā hana a me nā hopena o ke kaiapuni.
1. Ke Kuleana o nā Waihona Wai i ka Pono o ka Mana Hydroelectric
ʻAʻole wale ka turbine a me ka mīkini hana e hoʻoholo ʻia ai ka pono o ka hale hana mana hydroelectric, akā, e ka hiki hoʻi o ka waihona wai ke hoʻoponopono i ka hoʻokuʻu ʻana a me ke poʻo. ʻO ka paʻa o ka pae wai o ka waihona wai, ʻo ka paʻa o ke poʻo e komo ana i ka turbine, e hopena ana i ka hana hanauna kūlike. Hiki i nā waihona wai ke "hoʻololi" i ka ikehu: mālama ʻia ka wai i ka wā o ke kahe nui o ka muliwai a laila hoʻokuʻu ʻia i ka wā o nā ukana uila kiʻekiʻe a i ʻole ke emi ʻana o ke kahe o ka muliwai. Hoʻemi ka hoʻolālā waihona wai maikaʻi i ka nalowale o ka wai, hoʻemi i ka sedimentation, hoʻomaikaʻi i nā hana spillway, a mālama i ka maikaʻi o ka wai e pale aku i ka hoʻopilikia ʻana i nā lako a me nā kaiaolaola.
2. Ka Nānā Wai: Ka Papahana o ka Mana o ka Waihona Wai
ʻO ke kaʻina hana hoʻolālā mua, ʻo ia ka hoʻomaopopo ʻana i nā ʻano o ka muliwai a me kona wahi hopu wai. ʻO ka ʻikepili mua e pili ana i ka ua, ka hoʻokuʻu ʻana i kēlā me kēia lā/mahina, ka hoʻokuʻu liʻiliʻi loa, ka hoʻokuʻu ʻana i hoʻolālā ʻia no ke kahe ʻana, a me nā ʻano kau (monsoon, El Niño–La Niña). Hoʻoholo kēia i ka hiki ke mālama pono, ka nui o ka wai e hiki ke hoʻohana maoli ʻia no ka hana ʻana.
I ka hana maoli, ʻo ka pahuhopu o ka loiloi hydrological e pane i ʻelua mau mea:
1) ʻEhia ka nui o ka wai e hiki ke hōʻoia ʻia e loaʻa ana? (hua hilinaʻi)
2) ʻEhia ka nui o ka waihona e pono ai e hōʻoia i kahi lako paʻa?
Kōkua nā ʻano hana e like me nā piʻo nui a i ʻole nā hoʻohālike kaulike wai i ka hoʻoholo ʻana i ka nui o nā waihona wai e hoʻokō ai i nā pahuhopu ikehu makahiki a me nā pono mana kiʻekiʻe, me ka ʻole o ka hoʻopilikia ʻana i ka palekana o ke kahe.
3. E hoʻoholo i ka waihona: Dead Storage, Active Storage, a me Flood Storage
ʻO ka pono o ka mālama ʻana i ka wai i loko o kahi waihona wai e pili ana i ka mahele ʻana o ka nui o ka waihona wai:
– Ka waihona make: ka nui ma lalo o ke kiʻekiʻe o ka lawe ʻana i hiki ʻole ke hoʻohana ʻia e ka turbine. Hoʻolako pinepine ʻia kēia wahi e "paʻa" i ka sediment e pale aku ai i ka hōʻemi koke ʻana i ka waihona hana.
– Ka mālama hana: ka nui o ka hana i hoʻohana ʻia e hoʻoponopono i ka hana ʻana. ʻO kēia ke ʻano o ka pono o ka ikehu.
– Mālama ʻana i ke kahe wai: mālama i kahi e hōʻemi ai i nā kahe nui, pale i nā pā wai a me nā wahi ma lalo.
ʻAʻole manaʻo ka hoʻolālā kūpono e hoʻonui i ka nui o ka nui, akā, ʻo ka hoʻonui ʻana i ka hoʻolaha ʻana o ka wahi. ʻO kahi waihona wai liʻiliʻi loa e hoʻoulu ai i nā mea kanu mana hydroelectric e ʻike pinepine i ka nele wai i ka wā maloʻo. I ka ʻaoʻao ʻē aʻe, hiki i kahi waihona wai nui loa ke hoʻonui i nā kumukūʻai, hoʻonui i nā hopena socio-environmental, a hoʻonui i ka nalowale o ka wai ma muli o ka mahu.
4. Ka Hoʻēmi ʻana i ka Pohō Wai: Ka Hoʻoheheʻe ʻana, ka Seepage, a me ka Hana
ʻO ka nalowale ʻana o ka wai ka ʻenemi o ka pono. ʻO nā kumu nui:
1. Ka mahu ʻana: hoʻonui ʻia ma nā wahi wela a makani a me nā ʻili wai nui. No ka kāohi ʻana i ka mahu ʻana, hiki i ka hoʻolālā ke noʻonoʻo i kahi ʻano wai i "hohonu" ma mua o ka "ākea" inā ʻae ke ʻano o ka ʻāina, no ka mea, ʻo ka ʻili liʻiliʻi e hopena i ka mahu haʻahaʻa no ka nui like.
2. Kahe ʻana: hana ʻia ma o nā kumu, nā abutments, a i ʻole nā haki geological. Pono ka pono o ka waihona i ka noiʻi geotechnical kūpono, ka grouting, nā paia ʻoki, a me ka hoʻokahe wai kūloko.
3. Hoʻokuʻu wai ʻole: ʻO ka wai i ninini ʻia ma ke ala wai me ka ʻole o ka hana ʻana i ka uila e hōʻemi ana i ka pono o ka ikehu. No laila, he mea koʻikoʻi nā hoʻolālā hana waihona wai, ka wānana ʻana i ke kahe ʻana mai, a me ka hoʻopili ʻana me ka ʻōnaehana uila.
5. Ka Mana ʻana i ka Sedimentation: Ka Mālama ʻana i ke Ola o nā Waihona Wai
ʻO ka sedimentation ke kumu nui o ka emi ʻana o ka hiki ke mālama pono i ka hala ʻana o ka manawa. Me ka ʻole o ka hoʻēmi ʻana, emi nā waihona wai, e hopena ana i ka emi ʻana o ka hana ikehu a me ka hoʻonui ʻia o ka pilikia o nā hoʻopilikia i ka lawe ʻana. Pono ka hoʻolālā kūpono e komo pū me:
– Kuhi i ka nui o ka sedimentation ma muli o ka ʻinoʻino ʻana o ka wai kahe, ka hoʻohana ʻāina, a me nā ʻano o ka sediment.
– Ke kau ʻana i nā puka komo a me nā puka e hōʻemi i ke komo ʻana o ka lepo i loko o ka penstock.
– Ka holoi ʻana i ka lepo a i ʻole ka hoʻokahe ʻana i ka wai i ka wā hoʻokuʻu nui me kahi puka hoʻokahe (puka haʻahaʻa).
– E hoʻolālā i kahi pā nānā a i ʻole kahi sabo ma uka e hopu i ka lepo ʻōpala.
– Ka hoʻokele ʻana i nā ʻāpana wai: ʻoi aku ka maikaʻi o ka hoʻoulu hou ʻana i nā ululāʻau, ka hoʻolālā ʻana i nā papahele, a me nā hana mālama lepo i ka wā lōʻihi ma mua o nā hoʻonā loea i loko o nā waihona wai wale nō.
ʻAʻole wale kahi waihona wai kūpono kahi mea nui i ka hoʻomaka ʻana, akā ʻo ia hoʻi kahi e mālama ai i kahi waihona no nā makahiki he ʻumi.
6. Hoʻolālā Pā a me ke Alanui Wai: Palekana, Hilinaʻi, a Hoʻokele Waiwai
Hiki i nā pā ke hoʻopiha pōhaku, hoʻopiha honua, sima umekaumaha, a i ʻole sima arched, ma muli o nā kūlana geological, ka loaʻa ʻana o nā mea, a me nā koi kūkulu. ʻO ka pono ma aneʻi e pili ana i nā "kumukūʻai pōʻaiapuni ola" kūpono: ke kūkulu ʻana, ka hana, ka mālama ʻana, a me ka pilikia.
Pono ke ala wai e hiki ke hele i nā waikahe hoʻolālā koʻikoʻi me ka hoʻoweliweli ʻole i ke kūpaʻa o ka pā. Inā liʻiliʻi loa ke ala wai, piʻi ka pilikia o ka piʻi ʻana (he kūlana weliweli loa). Inā nui loa, piʻi nā kumukūʻai. Noʻonoʻo pū nā hoʻolālā ala wai o kēia au i ka hoʻopuehu ʻana o ka ikehu kūpono e pale aku i ka ʻino ʻana ma lalo o ka wai e hiki ke hōʻino i ka hale.
7. Ka Lawe ʻAna, ka ʻŌpala, a me ka Hana Turbine: Ka Hoʻomaikaʻi ʻana i ke Poʻo a me ka Hoʻokuʻu ʻAna
Pono e hoʻolālā ʻia nā ʻāpana hoʻokomo e hōʻoia i kahi kahe paʻa, hoʻēmi i nā vortices, a pale aku i ke kāpili ʻana. Kānana nā ʻōpala i nā ʻōpala a me ka lāʻau, ʻoiai ʻo ka ʻōnaehana raking e hoʻomaikaʻi i ka hilinaʻi. Mai kahi hiʻohiʻona pono o ka ikehu, ʻo ka mālama ʻana i ka pae wai hana i loko o ka pae kūpono he mea nui ia no ka mālama ʻana i ke poʻo ʻupena. ʻO ka nui o nā loli o ka pae wai, ʻo ka pinepine o ka hana ʻana o ka turbine ma mua o kona kiko hana kiʻekiʻe loa.
ʻO ke koho ʻana o ke ʻano turbine (Kaplan, Francis, Pelton) e pili pū ana i ka hoʻolālā a me ke poʻo o ka waihona wai. ʻO nā waihona wai e mālama ana i ke poʻo mau e ʻae i ka hana paʻa, ʻoiai ʻo nā ʻōnaehana me nā loli poʻo nui e pono ai nā hoʻolālā hoʻomalu kūpono a me ke koho ʻana o ka turbine.
8. Ka maikaʻi o ka wai a me ka hopena o ke kaiapuni: ʻĀpana o ka pono o ka ʻōnaehana
ʻAʻole i ana wale ʻia ka pono o ka waihona wai ma kWh, akā, ma ke kūpaʻa hoʻi. Hiki i nā waihona wai nui ke hana i ka stratification thermal, hoʻemi i ka oxygen i hoʻoheheʻe ʻia ma nā papa lalo, a paipai i ka ulu ʻana o ka limu. Hiki i ka maikaʻi ʻole o ka wai ke hoʻolalelale i ka pala, hoʻopilikia i nā lako, a hoʻopilikia i nā ʻōnaehana ola ma lalo.
ʻO nā hoʻonā hoʻolālā e komo pū me nā ʻōpū lawe wai pae like ʻole (lawe wai mai nā hohonu like ʻole), ka hoʻomehana ʻana o ka ea, a me ka hoʻoponopono ʻana i ke kahe ʻana o ka nohona e mālama i nā wahi noho ma lalo o ka wai. Eia kekahi, hiki ke noʻonoʻo ʻia nā alapiʻi iʻa a i ʻole nā alahele iʻa e mālama i ka neʻe ʻana o ka iʻa.
9. Hoʻohui ʻia o nā hana waihona wai me ka ʻōnaehana uila
ʻO nā waihona wai uila he "nā panakō ikehu" nona ka waiwai i hoʻonui ʻia i ka wā e hana ʻia ai me nā ukana uila a me nā hana mana ʻē aʻe (nā hale hana mana lanahu, nā hale hana mana kinoea, ka ikehu lā, a me ka mana makani). Me nā wānana kahe e pili ana i ke aniau a me nā hiʻohiʻona hydrological, hiki i nā mea hana ke hoʻokele i ka wā e mālama ai a hoʻokuʻu i ka wai e hoʻonui i ka loaʻa ikehu, ʻoiai i nā hola kiʻekiʻe.
No nā ʻōnaehana hou, hoʻomaikaʻi ka SCADA, nā mea ʻike pae wai, nā mea ʻike sediment, a me nā wānana ua manawa maoli i ka pono o ka hoʻoholo ʻana. I kekahi mau papahana, hiki i kahi ala hoʻonui algorithm ke kōkua i ka hoʻoholo ʻana i ke kaʻina lula waihona waiwai a palekana loa.
Ka hopena
ʻO ka hoʻolālā waihona wai kūpono no nā ʻōnaehana hydropower e pili ana i nā mea ʻoi aku ma mua o ka hoʻonui ʻana i ka hiki ke mālama; hoʻohālikelike pū ia i ka hiki, ka palekana o ke kahe, ka nalowale o ka wai, ka kaohi ʻana i ka sediment, ka hilinaʻi o ka lawe ʻana, a me ka hopena i ke kaiapuni. ʻO kona mau kumu he loiloi hydrological paʻa, ka hoʻokaʻawale kūpono o ka mālama ʻana (make-hana-kahe), a me nā hoʻolālā hana e hoʻololi i ka loli o ke aniau a me nā ʻano ukana uila. Hāʻawi nā waihona wai i hoʻolālā pono ʻia i ka uila paʻa, loaʻa nā ola lawelawe lōʻihi, nā kumukūʻai mālama haʻahaʻa, a hoʻokele i nā hopena i ke kaiapuni—e hoʻolilo iā lākou i mau mea nui i kahi hoʻololi ikehu maʻemaʻe a hoʻomau.
Inā makemake ʻoe, hiki iaʻu ke kōkua ma ka hoʻohui ʻana i nā hihia haʻawina (e like me nā waihona wai multipurpose vs. nā waihona wai hydropower), nā laʻana hoʻolālā palena, a i ʻole nā kiʻina hana hoʻokele waihona wai no nā hiʻohiʻona kau ua a me ke kau maloʻo.
