In 2014 a new Hydro-technical laboratory was built at the High School of Civil Engineering in Vysoké Mýto. The laboratory’s hydraulic circuit is equipped with a reserve line enabling independent standing models of hydro-technical structures to be connected. Two interactive instructional models are designed for this laboratory. The first is a model of a concrete dam. The dam is equipped with one bottom outlet, a hydraulic power plant and an emergency spillway crest gate. The discharge part of the model is equipped with a downflow baffle for regulating the tailwater level and a measuring weir enabling the flow rate to be measured at the discharge point from the model. The total capacity of the model is 10 l/s. The second model is a model of a weir structure. The weir structure consists of a controlled segment sluice gate weir composed of three sections. The model includes a one-nave lock chamber and hydraulic power plant. The tailwater level can also be regulated using a downflow baffle. The total capacity of this model is 20 l/s. The models can be used for teaching the subjects of hydraulics, hydrology and hydro-technical structures. They can be used to demonstrate various hydraulic phenomena and to describe individual functional objects using specialist terminology. This thesis contains the full project documentation for both proposed models, including hydro-technical calculations and text appendices.

<p>The discharge from Lake Mälaren is regulated to keep the lake water level within limits set by a water decree. Despite this, in the year 2000 the lake water level rose above the upper limit. Studies conducted at the climate modeling unit Rossby Centre at the Swedish Meteorological and Hydrological Institute (SMHI) indicate that the inflow to the lake may increase in the future. A flood in the area will, among other things, strike infrastructure and residential districts.</p><p>The aim of this study was to investigate the water levels of Lake Mälaren in future climates. In addition to this possible future expansion of the lake discharge though the sluice gates in order to keep water levels below limits set by the water decree and to prevent flooding of the shoreline were discussed. This was done by examining past lake and sea water level data and by using a discharge model to simulate future lake water levels resulting from high future inflow. The study was commissioned by SMHI.</p><p>High lake water levels were reproduced fairly well by the discharge model, whereas it was more difficult to draw any coclusions concerning low lake water levels. The examination of data on past lake water levels demonstrated that the regulation of the lake discharge caused a reduction of the highest lake water levels, but above all an increase of low lake water levels. Data on past sea levels in the Baltic Sea showed high values during wintertime. In combination with future high inflow to Lake Mälaren during this season, this indicates that the greatest future flood risk may prevail during wintertime. The conclusion from the simulated future lake water levels was that the lake discharge needs to be expanded to prevent flood in the area. In all scenarios examined in this study, the lake water level will not rise above the upper limit set by the water decree if the discharge is increased to 1 370 m3/s, which almost corresponds to a doubling of the existing discharge of 710 m3/s.</p> / <p>Mälarens utlopp är reglerat för att kunna hålla vattenståndet inom acceptabla gränser. Trots regleringen översteg vattenståndet under vintern 2000/01 den högsta föreskrivna nivån i regleringsbestämmelserna. Studier som bedrivs på klimatforskningsavdelningen Rossby Centre på SMHI pekar på att det framtida inflödet till Mälaren kan komma att bli högre än vad det är idag, något som skulle innebära ännu högre vattennivåer i Mälaren.</p><p>En omfattande översvämning av Mälarens stränder går bland annat ut över infrastruktur och bostäder. Problemet idag är att avbördningen genom sjöns utskov är för liten för att förhindra att översvämning uppstår. Att försöka skydda Stockholm mot vattnet med hjälp av skyddsmurar och invallning skulle bli alltför kostsamt. Ett bättre alternativ är istället att öka avtappningskapaciteten genom slussarna.</p><p>Syftet med det här arbetet var att undersöka hur vattennivån i Mälaren kan komma att bli i ett framtida förändrat klimat. I samband med detta gavs ett underlag för diskussioner om kommande utbyggnader av Mälarens utlopp för att kunna hålla vattennivån under vattendomens högsta föreskrivna nivå även vid ett högre framtida inflöde. Detta uppnåddes genom att genomföra analyser med historiska vattenståndsdata och genom att använda en beräkningsmodell för avtappning, Mälarmodellen, för simulering av ett antal framtida inflödessituationer. Arbetet har genomförts på uppdrag av SMHI.</p><p>Avtappningsmodellen återskapade de höga vattenstånden förhållandevis väl, medan det var svårare att bedöma hur precist den beräknade de allra lägsta vattennivåerna. Ett viktigt resultat från analysen med historiska data var att införandet av regleringen av Mälarens utlopp bidrog till att sänka de höga vattenstånden, men framförallt till att höja de låga. Ett annat resultat från studierna av historiska data var att vattenståndet i Östersjön antar högst nivåer under vintern. Detta i kombination med ett framtida högre inflöde till Mälaren under denna årstid indikerar att störst risk för översvämning kan komma att föreligga under vintern. För att säkert kunna hålla Mälarens vattennivå inom acceptabla gränser måste sjöns utlopp byggas ut. I alla scenarier som har undersökts i det här arbetet kan vattennivån hållas under den högsta föreskrivna nivån om avbördningen utökas till 1 370 m3/s. Det krävs alltså nästan en fördubbling av dagens avbördningskapacitet på 710 m3/s.</p>

The discharge from Lake Mälaren is regulated to keep the lake water level within limits set by a water decree. Despite this, in the year 2000 the lake water level rose above the upper limit. Studies conducted at the climate modeling unit Rossby Centre at the Swedish Meteorological and Hydrological Institute (SMHI) indicate that the inflow to the lake may increase in the future. A flood in the area will, among other things, strike infrastructure and residential districts. The aim of this study was to investigate the water levels of Lake Mälaren in future climates. In addition to this possible future expansion of the lake discharge though the sluice gates in order to keep water levels below limits set by the water decree and to prevent flooding of the shoreline were discussed. This was done by examining past lake and sea water level data and by using a discharge model to simulate future lake water levels resulting from high future inflow. The study was commissioned by SMHI. High lake water levels were reproduced fairly well by the discharge model, whereas it was more difficult to draw any coclusions concerning low lake water levels. The examination of data on past lake water levels demonstrated that the regulation of the lake discharge caused a reduction of the highest lake water levels, but above all an increase of low lake water levels. Data on past sea levels in the Baltic Sea showed high values during wintertime. In combination with future high inflow to Lake Mälaren during this season, this indicates that the greatest future flood risk may prevail during wintertime. The conclusion from the simulated future lake water levels was that the lake discharge needs to be expanded to prevent flood in the area. In all scenarios examined in this study, the lake water level will not rise above the upper limit set by the water decree if the discharge is increased to 1 370 m3/s, which almost corresponds to a doubling of the existing discharge of 710 m3/s. / Mälarens utlopp är reglerat för att kunna hålla vattenståndet inom acceptabla gränser. Trots regleringen översteg vattenståndet under vintern 2000/01 den högsta föreskrivna nivån i regleringsbestämmelserna. Studier som bedrivs på klimatforskningsavdelningen Rossby Centre på SMHI pekar på att det framtida inflödet till Mälaren kan komma att bli högre än vad det är idag, något som skulle innebära ännu högre vattennivåer i Mälaren. En omfattande översvämning av Mälarens stränder går bland annat ut över infrastruktur och bostäder. Problemet idag är att avbördningen genom sjöns utskov är för liten för att förhindra att översvämning uppstår. Att försöka skydda Stockholm mot vattnet med hjälp av skyddsmurar och invallning skulle bli alltför kostsamt. Ett bättre alternativ är istället att öka avtappningskapaciteten genom slussarna. Syftet med det här arbetet var att undersöka hur vattennivån i Mälaren kan komma att bli i ett framtida förändrat klimat. I samband med detta gavs ett underlag för diskussioner om kommande utbyggnader av Mälarens utlopp för att kunna hålla vattennivån under vattendomens högsta föreskrivna nivå även vid ett högre framtida inflöde. Detta uppnåddes genom att genomföra analyser med historiska vattenståndsdata och genom att använda en beräkningsmodell för avtappning, Mälarmodellen, för simulering av ett antal framtida inflödessituationer. Arbetet har genomförts på uppdrag av SMHI. Avtappningsmodellen återskapade de höga vattenstånden förhållandevis väl, medan det var svårare att bedöma hur precist den beräknade de allra lägsta vattennivåerna. Ett viktigt resultat från analysen med historiska data var att införandet av regleringen av Mälarens utlopp bidrog till att sänka de höga vattenstånden, men framförallt till att höja de låga. Ett annat resultat från studierna av historiska data var att vattenståndet i Östersjön antar högst nivåer under vintern. Detta i kombination med ett framtida högre inflöde till Mälaren under denna årstid indikerar att störst risk för översvämning kan komma att föreligga under vintern. För att säkert kunna hålla Mälarens vattennivå inom acceptabla gränser måste sjöns utlopp byggas ut. I alla scenarier som har undersökts i det här arbetet kan vattennivån hållas under den högsta föreskrivna nivån om avbördningen utökas till 1 370 m3/s. Det krävs alltså nästan en fördubbling av dagens avbördningskapacitet på 710 m3/s.

It is suitable to add practical illustrations of hydraulic tasks during teaching hydraulics and hydrology. These practical illustrations can be realized by mobile hydraulic circuit which is situated in the auditorium. This thesis is focused on constructional and project solution of the circuit which consists of a compensatory tank with sufficient capacity, pump aggregate and hydraulic measure flume. The construction of hydraulic flume must enable quick, simple and safety installation of a scaled down models of a hydro technical structures. The main requirements of a mobile teaching circuit are clearness of practical hydraulic illustrations, compact dimensions, comparatively low weight, mobility and simple control and manipulation. This diploma thesis also includes design of a scaled down models of a hydro technical structures, especially set of plate weirs, bed-crested weir, ogee-crested weir, culvert, Venturi flume, sluice and radial gate, pier and roughened bed. The hydraulic circuit drawing part also includes instrument carrier with level gauge. This diploma thesis includes theoretical text part, technical report of designed objects, hydraulic calculations and drawing part.