Experience with Glacier Calving and Air-Bubbling in High Alpine Water Reservoirs

Abstract

Some observations which pertain to the interaction of ice and lake water in a high alpine environment and which were made in recent years in connection with hydroelectric projects and flood protection work are presented. In 1966, when the thin flat snout of Griesgletscher (Walliser Alpen) became submerged during the first filling of a newly constructed reservoir, waves of only very small amplitude were generated by the calving of a bout 150000 m 3 of ice because most of the energy was dissipated by local turbulence. Far more spectacular waves have been experienced near steep ice cliffs in connection with work for flood control. For the design of an air bubbler system, air and water temperatures were measured in winter 1974–75 at Grimselsee, one of the largest reservoirs in the Bernese Alps. These measurements showed that the warmest water at the bottom of the lake was drained away during winter for the production of electricity. A strong temperature invenion forms in the air a bove the water behind the dam, as the lake level is lowered by several tens of metres. Expériences sur des vêlages et des rideaux d'air dans des lacs de retenue alpins . Quelques observations ayant trait à l'interaction entre la glace et l'eau des lacs dans un environnement haut alpin sont décrites. Ces observations ont été faites pendant les dernières années en relation avec des projets d'aménagements hydroélectriques et des travaux de protection contre les crues. Au Glacier de Gries (Alpes Valaisannes) des vagues de hauteur relativement faible se sont produites dans le lac de retenue du même nom lors du vêlage de 150000 m 3 de glace en 1966, la plus grande partie de l'énergie étant dissipée par turbulence locale. Lors de l'observation de certains lacs glaciaires on a constaté des vagues de hauteur bien plus importante. A l'occasion d'un projet de rideau d'air des mesures de la temperature de l'air et de l'eau ont été effectuées au Lac du Grimsel, un des plus grands lacs artificiels des Alpes Bernoises, pendant l'hiver 1974–75. Il en ressort que les couches d'eau les plus profondes (qui sont également les plus chaudes) disparaissent en hiver lors du turbinage de l'eau, et qu'une forte inversion de température se forme dans l'air se trouvant en arrière du barrage lorsque le niveau du lac s'abaisse. Erfahrungen mit Kalbungen und mit dem Luftschleierverfahren in hochalpinen Speicherseen. Es werden einige Beobachtungen über die Interaktion von Eis und Seewasser mitgeteilt, die in den letzten Jahren im Zusammenhang mit hydroelektrischen Projekten und mit Arbeiten für den Hochwasserschutz gesammelt wurden. Eine Kalbung von rund 150000 m 3 Eis in einem Stausee am Griesgletscher (Walliser Alpen) löste nur Wellen geringer Höhe aus, da del grösste Teil der Energie durch lokale Turbulenz umge-wandelt wurde. Im Zusammenhang mit der Beobachtung von Gletscherseen wurden in der Nähe von steilen Eisfronten weit eindrucksvollere Wellen beobachtet. Für die Planung eines Luftschleiersystems wurden im Winter 1974–75 am Grimselsee, einem der grossen Speicherseen der Berner Alpen, Messungen der Wasser- und Lufttemperatur durchgeführt. Es zeigte sich dabei, dass die tiefsten (wärmsten) Wasser-schichten im Winter für die Stromprodukti on abgeführt werden, und dass sich im Stauraum während der winterlichen Wasserspiegelabsenkung eine ausgeprägte Temperaturinversion in der Luft bildet.