TKK /R /Vesitalous ja vesirakennus / Pienoismallit

Pienoismallit

Teknillinen korkeakoulu,
vesitalouden ja vesirakennuksen laboratorio


Vesirakennuslaboratorio on perustettu vuonna 1970 vastaamaan kokeellisen suunnittelun ja pienoismallitekniikan alueella tutkimuksen, opetuksen ja yhteiskunnan tarpeiden haasteisiin. Toiminta on painottunut viime aikoina virtavesistöjen kunnostuskysymysten ratkaisemiseen luontoa suojelevin menetelmin ja rakennushaittoja minimoimalla.

Laboratorioon kuuluu 800 neliömetrin suuruinen mallihalli vesistöpienoismallivarustein ja 600 neliömetrin kouruhalli, jossa on hallitsevana 50 m pitkä,110 cm leveä ja 130 cm syvä kiinteä virtauskouru. Mallihallissa voidaan tehdä virtauspienoismalleja melko suureen mittakaavaan, mistä esimerkkinä voidaan mainita Helsingin Vanhankaupunginkosken kunnostuksen pienoismalli suhteessa 1:33. Tämä pienoismalli oli alaltaan 200 neliömetriä, mutta suurimmat pienoismallit ovat täyttäneet koko hallin. Tällöin on kyseessä ollut kokonaisen vesistön pienoismalli, satama, vesiliikenneväylä, voimalaitosalue tai laajempi vesistöjärjestely. Kaikkiaan erilaisia kokeellisia tutkimuksia ja pienoismalleja on tehty vuodesta 1970 lähtien noin 250 kpl.

Pienoismallikokeiden ja kokeellisen tutkimuksen tarpeisiin voidaan mallihallissa kierrättää vettä 1000 l/s, mikä mahdollistaa useiden tutkimusten yhtäaikaisen suorittamisen. Lisäksi mallihallissa voidaan käyttää aallonkehitintä, joka mahdollistaa luonnollisen aaltospektrin mukailemisen; ts. pienoismallitutkimuksissa voidaan käyttää luonnonmukaista, epäsäännöllistä aallokkoa.

Kouruhallissa on viime aikoina keskitytty tutkimaan luonnollisten kasvien aiheuttamaa virtausvastusta ensiksi patomurtuman aiheuttaman tulva-aallon etenemisen arvioimiseksi pelastustoimia varten ja sittemmin tulvivan, luonnonmukaisen uoman vedenjohtokyvyn määrittämiseksi. Kouruun voidaan johtaa vettä noin 500 l/s tai siihen voidaan padota enimmillään 130 cm:n vesisyvyys. Kouruun voidaan muodostaa generaattorilla aaltoja tai tuuliaaltoja.

Kourun yläosa on varustettu kiskoilla ja vaunulla siten, että siellä voidaan hinata vedessä tutkittavia objekteja, esimerkiksi kanootteja, vene- ja laivamalleja, proomuja jne. Kourussa voidaan myös tutkia jääolosuhteissa tapahtuvia ilmiöitä eristämällä se ja varustamalla jäähdytyslaittein kuten on tehty tutkittaessa öljyonnettomuuden satuttua öljyn keräämislaitteita talviolosuhteissa.

Vesirakennuslaboratoriossa kokeellinen tutkimus ja pienoismallitekninen suunnittelu tapahtuu suurelta osin opiskelijavoimin. Projektien yhteydessä tehdään niin opinnäyte- kuin erikoistöitäkin. Lisäksi opiskelijoille on tarjolla kesätyöpaikkoja ja työskentelymahdollisuuksia myös lukukausien aikana.

Lisätietoja tutkimuksesta antavat:

Antti Hepojoki
Pertti Vakkilainen

Esimerkkejä pienoismallitutkimuksista
Laforsenin voimalaitoksen patoluukun pienoismalli
Vanhankaupunginkoski Malkakoski
Tikkurilankoski RESCDAM


webmaster.vesitalous@tkk.fi
URL=http://www.water.tkk.fi/wr/tutkimus/pienoismallit.html