Hydraulisk design af kunstige vandmiljøer
Forfattere
Larsen, Jakob Badsberg ; Vistrup, Anne Waitz ; Nielsen, Jesper Ellerbæk
Semester
4. semester
Uddannelse
Udgivelsesår
2009
Antal sider
155
Resumé
Denne afgangsrapport undersøger, hvordan vandkvalitet i kunstige vandmiljøer kan sikres gennem hydraulisk design med fokus på hurtig og effektiv fjernelse af partikler i selve bassindelen. Vandkvalitet forstås som både god sigtbarhed og lav infektionsrisiko. Projektets centrale spørgsmål er, hvordan strømninger og partikeldynamik kan modelleres og testes allerede i designfasen for at forbedre partikelfjernelsen og dermed vandkvaliteten. Som case anvendes flodhestebassinet i København Zoo, men arbejdet tilrettelægges, så resultaterne kan anvendes bredere. Metodisk kombineres observationer og analyser i anlægget med numerisk modellering af strømninger og partikeltransport samt laboratorieforsøg i strømningsrende og bassin. Dertil kommer hastighedsmålinger, bestemmelse af kritisk bundforskydningsspænding for udvalgte partikler, densitetsbestemmelser af flodhestefækalier og registrering af variationer i stofkoncentration. Resultaterne peger på, at udformningen af strømningerne har stor betydning for partikelfjernelse: en realistisk strømningsmodel er nødvendig som grundlag for partikelmodellering, og ved at vurdere bundforskydningsspændinger og simulere partikelbevægelser kan udløb placeres mere hensigtsmæssigt. Samlet viser projektet, at kombinationen af strømnings- og partikelmodellering i designfasen er et vigtigt redskab til at opnå og fastholde god vandkvalitet i kunstige vandmiljøer.
This thesis examines how water quality in artificial aquatic environments can be ensured through hydraulic design that promotes rapid and effective particle removal within the pool unit. Water quality is defined as both good visibility and low infection risk. The central question is how flow and particle dynamics can be modeled and tested already in the design phase to improve particle removal and thereby water quality. The hippopotamus pool at Copenhagen Zoo serves as the case study, while the approach is kept general to inform other settings. The methods combine onsite observations and analyses with numerical modeling of flow and particle transport and laboratory experiments in a flume and a basin. Additional work includes velocity measurements, determination of critical bottom shear stress for selected particle types, density measurements of hippopotamus faeces, and monitoring of matter concentration variability. The findings indicate that flow design strongly influences particle removal: a realistic flow model is essential as the basis for particle modeling, and by evaluating bottom shear stresses and simulating particle motion, outlets can be placed more effectively. Overall, the study shows that combining flow and particle modeling in the design phase is an important tool for achieving and maintaining good water quality in artificial aquatic environments.
[Dette resumé er genereret med hjælp fra AI direkte fra projektet fuldtekst]