Laboratorium hydrauliczne

1. Historia

Utworzenie w roku 1953 Instytutu Budownictwa Wodnego PAN w Gdańsku było podyktowane potrzebą rozwoju zaplecza naukowego oraz planami rozwoju kraju w zakresie gospodarki wodnej. W początkowym okresie IBW PAN korzystał z laboratorium hydraulicznego znajdującego się na terenie Politechniki Gdańskiej. To tam wykonano m.in. serię badań poprzedzających budowę SW Włocławek, badania przelewu skarpowego Mylof na rzece Brdzie, jazu oraz ujęcia wody „Dębica” na rzece Wisłoce czy też kilku jazów regulacyjnych w Iraku.

Plany budowy stałej siedziby IBW PAN przy ul. Kościerskiej 7 w Gdańsku–Oliwie przewidywały powstanie laboratorium hydraulicznego na otwartej przestrzeni, jednak dopiero plany budowy Portu Północnego w Gdańsku pozwoliły na realizację tego zamierzenia w latach 1968-1971. W chwili rozpoczęcia pracy w roku 1970 laboratorium dysponowało płytą betonową o powierzchni ok. 19 000 m². Na potrzeby badań na Potoku Jelitowskim zbudowano mały stopień wodny, który umożliwił budowę ujęcia wody o wydatku 30 l/s. Pompownia zasilająca modele została wyposażona w pompy o łącznym wydatku 600 l/s. Wokół betonowej płyty zostały poprowadzone rurociągi zasilające modele w wodę oraz instalacja elektryczna zasilająca punkty poboru prądu. Do odbioru wody z modeli powstał system kanałów znajdujących się pod płytą betonową. Laboratorium wyposażono w dwa generatory falowania pozwalające na regulacją okresu i amplitudy generowanej fali, oraz sondy do pomiaru falowania. Na stanowiskach przygotowanych do badań zjawisk przepływu, do pomiaru prędkości stosowano mikromłynki, pływaki, substancje znacznikowe, podczas gdy poziom wody mierzono szpilkami. Do pomiaru zmian dennych korzystano z echosondy. W takim stanie technicznym laboratorium funkcjonowało do roku 2000.

Wybrane badania na rzecz gospodarki wykonane w laboratorium hydraulicznym IBW PAN w latach 1963 – 2000:

• Warunki    hydrodynamiczne w rejonie I Bramy Torowej dla stanu istniejącego i    projektowanego - badania na modelu hydraulicznym, 1998-2000
• Badania    modelowe swobodnego spływu kry lodowej na rzece Wiśle w rejonie    projektowanego mostu w Zakroczymiu,1985
• Badania    modelowe hydrotechnicznej zabudowy ujścia rzeki Wisły, 1987-1989
• Wpływ    pogłębiania Kanału Mielińskiego i Piastowskiego na warunki    przepływu w Cieśninie Świny. Badania hydrauliczne, 1976
• Hydrauliczne    badania modelowe stopnia wodnego Dwory na rzece Wiśle, 1976
• Hydrauliczne    badania na modelu przestrzennym stopnia wodnego w Połańcu, 1975
• Hydrauliczne    badania modelowe na modelach wycinkowych i przestrzennym jazu w    Jeziorsku na rzece Warcie, 1974
• Hydrauliczne    badania modelowe stopnia wodnego dla ujęcia wody z rzeki Drwęcy,    1972
• Hydrauliczne    badania modelowe Cieśniny Świny, 1970-1972
• Hydrauliczne    badania modelowe koryta rzeki Wisły w rejonie ujęcia wody dla    Zakładów Celulozowo-Papierniczych we Włocławku, 1970
• Hydrauliczne    badania jazu stopnia wodnego w Wyszogrodzie na modelu wycinkowym,    1968
• Hydrauliczne    badania modelowe grodzy stopnia wodnego Wyszogród., 1967
• Hydrauliczne    badania modelowe przelewu skarpowego "Mylof" na rzece    Brdzie, 1967
• Hydrauliczne    badania modelowe luzy stopnia wodnego we Włocławku, 1965
• Hydrauliczne    badania modelowe wlotu do spirali turbiny oraz zamknięć    awaryjno-remontowych elektrowni "Włocławek" na rzece    Wiśle, 1965
• Hydrauliczne    badania modelowe jazu i ujęcia wody "Dębica" na rzece    Wisłoce, 1964
• Hydrauliczne    badania modelowe jazu regulacyjnego Buteira w Iraku, 1963
• Hydrauliczne    badania modelowe jazu regulacyjnego Chanala w Iraku, 1963

Ze względu na zdecydowanie mniejsze zainteresowania badaniami na modelach fizycznych oraz dekapitalizację infrastruktury laboratorium zawiesiło działalność w roku 2000.

Badania hydrauliczne falowania w Porcie Północnym – 1970 (lewa strona) oraz I Bramy Torowej – 1998 (prawa strona), arch. IBW PAN

Badania I bramy torowej - zmiany denne wywołane odpływem Q = 3360 m3/s

Archiwalne zdjęcia z przeprowadzanych badań w laboratorium

2. Teraźniejszość

W zaproponowanym układzie studnia pełni rolę komory ssawnej. Woda tłoczona jest na stanowiska badawcze przez układ pomiaru przepływu, składający się z trzech równoległych gałęzi przepływomierzy elektromagnetycznych o różnym zakresie pomiarowym.

Układ do pomiaru przepływu - system 3 rurociągów wraz z przepływomierzami i zasuwami

Dystrybutor wody

Możliwe jest zawrócenie części przepływającej wody, przed układem pomiarowym, z powrotem do komory ssawnej, za pomocą bypassu. Na bypassie oraz za każdym przepływomierzem zamontowano przepustnice z napędem elektrycznym, do częściowego lub całkowitego zamknięcia przepływu w danej gałęzi. Poszczególne gałęzie pomiarowe, przed wyprowadzeniem na płytę placu badawczego, łączą się ze sobą w jeden rurociąg zakończony rozdzielaczem.

Do rozdzielacza, w zależności od zapotrzebowania w wodę na stanowiskach badawczych, będą podłączane węże elastyczne o średnicy 200 mm. Na rozdzielaczu umieszczono przepustnice z napędem ręcznym do odcinania przepływu do każdego z podłączonych węży oraz samoczynny zawór odpowietrzający. Ze stanowiska badawczego woda wraca do komory ssawnej poprzez jej część wlotową połączoną z istniejącym kanałem powrotnym. W części wlotowej komory ssawnej wykonano kratę do zatrzymywania grubszych zanieczyszczeń oraz wnęki do ewentualnego osadzania zamknięcia remontowego lub elementów służących spiętrzaniu wody na odpływie.

Ta nowa inwestycja stanowi dla nas nie tylko ważny element rozwoju naukowego, ale również kontynuacje tradycji laboratorium hydraulicznego powstałego w 1970 roku.