http://www.nepalnews.com
spotlogo2.jpg (6318 bytes) VOL. 22, NO. 49, JUNE 20 -  JUNE 26 2003.
OPNION

Hydropower And West Rapti Dam

By AB Thapa 

The  hydropower  component   of  the  West  Rapti  dam  project  would  not   be  insignificant  despite  the  fact  that the  main focus  of  this  project  would   be  on   irrigation. The  West  Rapti  project  could   be   planned  to  supply  water  for  irrigation  mostly   in  dry  season  when  there  is   water   scarcity  almost  everywhere  in  Nepal.  It  would   be  necessary  to  raise  the  Bhalubang  dam   height   to  provide  such  extensive  dry   season  irrigation. According  to  the  pre-feasibility   study  the  volume of  the  storage  reservoir  would   be  more or  less  equal   to  the  annual   flow  of  the  West  Rapti  if  the  dam   height  is  raised  to  120  meters.  The   electricity  generation  would  be  significantly   increased  after  such  revision  of   the  dam   height  and  storage  volume   Moreover,  it   would   be  possible   to  generate  electricity   mostly  in  dry  season  when  the  demand  for   electricity  in  Nepal  is  the highest.

The  West  Rapti  project   would  have   hydropower  stations at   two   different  places.  The   hydropower  station    at  the  foot  of  the  West  Rapti  dam    would   generate  electricity  using  the   water   to  be  supplied  to  Deokhuri  and   Banke  for  irrigation.  The  next  hydropower    station  would  be  in  Kapilabastu  district    at  a  distance  of  about  15  km    from  the  West  Rapti  storage  reservoir.   The  operation  of  this  hydropower  station  would   be   directly  linked  with  the  supply  of   water  stored  in  the  West  Rapti  reservoir   for  irrigation   in   Kapilabastu,  Rupandehi   and  Nawalparasi  districts.

Hydropower  Planning

The  planning   of  the   hydropower  station  at  Bhalubang    would  not   be too  complicated.   The   preliminary  design    concept  adopted   in    the   past   pre-feasibility   study  of  this  project   is   relatively   simple  and  it  can  be  right   away  applied  with  few  changes.  It  is   explained  in  the  study  report  that  the   power  station   would  be  located  near  the dam  toe  on  the  left  abutment.  The  diversion   tunnel  could  be  used   as  power  tunnel.   The  installed  capacity  of  the  hydropower   station  would   be  determined  by  the  volume   of  water  needed  to  irrigate  lands  in   Deokhuri  and  Banke.   It  need  not  be   explained   that  the  installed  capacity  of   this  hydropower  station,  along  with  the  annual   electricity  generation,  would  be  increased  if   the  dam  height  is  raised.  The  planning  of   the hydropower  station   to  be located   at   the  Surai Naka  in  Kapilbastu  is  rather   complicated.    The  design  concept  adopted    in  the  pre-feasibility  study  of   this   power  station  would  have  to  be  significantly   modified.

The  shortest  route  of   the  power  tunnel  from  the  Bhalubang  storage   reservoir  to  the  hydropower  station  site  at   Surai  Naka  crosses  two  such  places  where   the  ground  elevation  is  too  low.   In   the  pre-feasibility  study,  an  open  channel  has   been  provided  to  deliver  the  water  across   the  depressions,  as  a  result,  the  water   head  between  the  full  supply  level   of   the  storage  reservoir  and  the  water  level   in  the  open  channel  crossing  the  depressions   would  be  completely  lost  and  we  can  not   make  use of  it  in  generation  of  electricity .   Thus  this  type  of  hydropower  planning  could   not  be  acceptable.  The  Surai  Naka  hydropower   station  planning  needs  to  be  carefully  revised.    The    revision  is   all  the  more   important   now  because   there  is  a   need  to  raise  the  West  Rapti  dam height   by  a  substantial  margin.

Design  Options

The  layout  of  the   power  tunnel  and  the  location  of  the   hydropower  station   should  be  afresh  fixed   to  utilize  the  full  power  generation  potential   of  the  West  Rapti  high  dam.  There  are   three  ways  to  circumvent  the  problems  that   forced   to  limit  the  capacity  of  the   hydropower  station  in  course  of  the   pre-feasibility  study.

The  underground  hydropower   station  in  the  immediate   proximity  of  the   storage  reservoir  could  be  the  first   alternative.  The  hydropower  station   would  be   at  a  considerable   depth   and  it   would  discharge   into  a  long  tailrace   tunnel  that  would   carry  the  water    into  the  Surai  Naka  river.  The  top   level  of  the  tailrace  tunnel  would  be   well  below  the  bottom  of  the  depressions.     Thus  it  would  not  be  necessary  to   change  the  route  of  the  tunnel  that  would    carry  the  water  stored  in  the  Bhalubang   reservoir  after  being  used  for  power  generation   into  the   Surai  Naka  river  in  Kapilbastu    if  this  type  of  hydropower  station  layout   is  selected.    Hydropower  stations  built    in  the  past  that  fall  under this  type   of  layout  planning  are the  Harspranget   in   Sweden,  Soupiti  in  Western  Africa,  Salamonde  in   Portugal,  Irafoss  in  Iceland,  Ambuklao  in   Philippines  etc. 

The  way  the  Harspranget   hydropower  project  was  developed  in  Sweden   could  be  of  great  interest   to  us.   Development  of  a  105 MW  power  station at   Harspranget  was  planned  and  construction  work   started in 1919.  However, the  severe  economic crisis   following  the  war reduced  the  power  demand,  the   works  slowed  down  and  all  works were discontinued in 1922.   Twenty  years  later  the  plans  were   resumed, resulting in  completion of the  project in 1952.  The   power  station  was  given  a  completely  new   layout, and  a  three  times  greater  installed   capacity  than  had  been  planned  in 1919.    In  1974  construction  started on  further   extension of  the  power  station   increasing  the   capacity  nearly  three  times  to  945 MW.

Locating   the  power   station  somewhere  in  between   the  storage   reservoir  and  the  exit  of  the  power   tunnel  could  be   the   next  option.  In   this  type  of  layout  like in  the  Santa   Giustina  underground  hydropower  project  in  Italy,   most  often,  very  expensive  surge  chambers  would   have  to  be  provided  at  the  end  of   the  headrace  tunnel  and  also  at  the   beginning  of  the  tailrace  tunnel   carrying   the  water  discharged  from  the  power house  into   the  river.  Sometimes  it  could   be  possible   to  dispense  with  such  costly   surge   chambers  as  in case of  the  Kilforsen    underground  hydropower  project  in  Sweden.  In   the  Kilforsen  project  non  pressurized   headrace    tunnel  and  a  forebay  have  been  provided    in  place  of   pressurized  headrace  tunnel   and  a  surge  chamber.  Unfortunately  it  appears   that  the  topography  of   the   project   site   might  not    allow  us   to   adopt    straightaway  this  type  of    design  option  without  changing  the  route   of  the  power  tunnel.  In  future  the   possibility  of  such  alternative  layout  should   also  be  carefully  investigated  if  it  would   allow  to  cut  down  the  project  cost.

Locating   the  hydropower   station  at  the  end  of  the power  tunnel   could  be  the  third   option.   Generally   this  type  of  hydropower   project layout    planning  is  preferable   because  it  is   often   cheaper to  build   the  hydropower   project  that  would  have  the  power  station   at  the  end  of  the  power  tunnel.  Most   of  the  underground  hydropower  projects  built   all  over  the  world  fall  under  this   category.  The  underground  hydropower   projects   built  so far  in  Nepal   like  the  Kulekhani   1&2, Marshyangdi and  Kali-Gandaki  also  fall  under   this  category.   A  preliminary   rechecking   of   the  topographical  maps  shows  that  it   might  be  possible  to   locate  the   hydropower  station   of  the  West  Rapti   project  delivering  water  to  the  Kapilbastu  at   the  end  of  the  power  tunnel  without   sacrificing   the  full  hydropower  generation   potential  of  the  West  Rapti  storage  reservoir    if  the  alignment  of  the  power  tunnel   running  more or  less  from  north to  south  is   shifted  towards  the  east.

Revised  Tunnel  Layout  

It  appears  based  on   the  map  study  that  it  would  be  possible   to  provide  a  power  tunnel,  operating  at    a  reasonable  pressure,   from  the  West   Rapti  storage  reservoir  to  the  hydropower   station  at  Surai Naka  if  the  tunnel  route   is  shifted  to  the  east  by  few  kilometers.   Such  revision  in  tunnel  route  would  allow   to   bypass  the  depressions.  The  intake   structure  of  the  power  tunnel  would  also   be  shifted.  It  could  be  about  four   kilometers  away  further  upstream  from  its    location  proposed  in  the  pre-feasibility  study.   The  total  length  of  the  headrace   power   tunnel  from  the  storage  reservoir  to  the   hydropower  station  located  on  the  left  bank   of  the  Surai  Naka  river  could  be  about    fifteen  kilometers.  The  headrace  power  tunnel   after  crossing  the  Ransing  Khola   would   veer  more  towards  the  south.  It  would   pass   through  Shiwapur  on  the  left  bank   of  the  Surai  Naka  river    before  it    reaches  the  point  where  the  surge   regulating  structure  would  have  to  be  provided.   The  surge  regulating  structure  would  possibly   have  double  horizontal   chambers  connected  by   a  vertical  shaft.  The  West  Rapti  water   after  being  used for  electricity  generation  would   be  discharged  into  the  Surai  Naka  river   to  be  diverted  for  irrigation  in  Kapilabastu   and  other  districts  in  Terai.

Electricity  Generation

The  power  station  would   be  located   at  the  foot  of  the   mountain  in  the  vicinity  of  the  Surai   Naka  riverbed.  The  maximum  gross  head  would   be  about  230  meters  if  it  is  presumed   that  the  height  of  the  West  Rapti  dam   would  be  raised  to  120  meters.  If  it   is  presumed  furthermore  that  about  70%  of   the  regulated  flow  of  the  West  Rapti   river  is  held  back  in  the  storage   reservoir  during  the monsoon  period  of  3  to   4  months  to  use  in  dry  season  for   cultivation  and  power  generation,  the  total   water  supply  available  for  irrigation  and  power   generation  in  dry  season  months  could  go   up  to  130  cumecs  or  even  more.     The  maximum  gross  head  of  the hydropower   station  at  the  dam  site  would,  however,   be  only  about  100  meters.

The  installed  capacity  of   the  dam  site  hydropower  station  and  the   hydropower  station  at  Surai  Naka  could  be   in  the  range  of   50  MW  and  150 MW   respectively. The  capacity  of  Surai Naka  power   station  would  have  to  be  significantly  raised   if  that  power station  is  to  be  operated   at  considerably  lower  capacity  factor.  The   total  annual  firm  energy  generation   of   both  the  hydropower  stations  could   be  in   the  range  of   1200  GWh.  In  dry   season  months,  when  on  the one  hand  the   demand  for  electricity  in  Nepal  is  the   highest  and  on  the  other    the   electricity  generation  of  the existing  hydropower   stations  is  greatly  reduced  due  to steep  fall   in  river  discharge,   the  monthly  electricity   generation  of  the  West  Rapti  hydropower   stations  could   reach  150 GWh  if  it  is   decided  to  hold  back  the  monsoon  season   water  in  the  storage  reservoir  to  increase   the  electricity  generation   as  well  as  the   coverage  of  irrigation area  in  dry  season   months.  The  significance  of  the  West  Rapti   project   supplying   electricity   mostly  in   dry  season  months  would  be  too  great  to   our  country   suffering  from  severe  power   shortages  in  dry  seasons  and  at  the  same   time  running  into  enormously  large  seasonal   electricity  surpluses   during   the  wet   seasons.

High  Value  of   West  Rapti  Power

The  value  of   the West  Rapti  power  would  be  very  high  because   it  would  be  possible  to  produce   bulk   of  it  at  a  time  when  the  demand  for   power  in  Nepal   is  very  high.  Relevant    text  on  this  matter   from  the design   guidelines  prepared  by  ASCE  of  the  United   States  has  been  presented  hereinafter.

"Both  the  demand  for power  and  the generation available  from  a hydro  plant   vary  with  season. Hydropower  is  most  valuable   if  it  can  be  produced  when  it  is most   needed. For  example, a  hydro  plantís  output  may   be  highly  marketable if  a  substantial  portion   of  its  output is  produced in  the peak  load   months,  even  though  little  or  no  power  is   produced  during  the  remainder  of  the  year. Conversely, a  hydro project  may  have  little  value  as   a peaking  project  if  its  output  is  limited   during  the  high demand  period, even  though  the   capacity  is  dependable  throughout  the  remainder   of  the  year.  A  project  of  the latter  type might  best  be  evaluated  as  an energy  displacement   project."  The  feasibility  study  of  the   Upper  Karnali  project  carried  out  under  the   aegis  of  the  World  Bank  has  determined   that  the  value  of  seasonal  energy  as   thermal  displacement  would  be  only  about  10%   of  the  value  of  firm  energy.


Cover Story | Thapa GovernmentInternally Displaced People | Dr. Prakash Chandra LohaniInterview | Tourism Trends
Israeli Volunteers | Face To FaceBritish Film Festival | Perspective | View Point
| Editor's Note | The Bottom Line | News Notes  Briefs | Quote Unquote | Off The Record | Letters | Opinion | Forum | Book Review


Send your feedback to the editor: spotligh@mos.com.np
2003   Mercantile Communications Pvt. Ltd. P.O. Box 876, Durbar Marg, Kathmandu, NEPAL. Tel : 977 1 4220 773, 4243 566 . Fax: 977 1 4225 407. Reproduction in any form is prohibited without prior permission. No part of the articles which appear in the internet version on SPOTLIGHT may be reproduced without the permission of Mercantile Communications Pvt. Ltd. For reprinting rights, please write to US. Send us your feedback: ABOUT US CONTACT US  HOME  
ADVERTISE WITH US

BACK TO THE TOP