Hidrológiai Közlöny 2004 (84. évfolyam)
3. szám - Bényei Krisztina: A Velencei-tó vízháztartási és vízcsere folyamatainak elemzése
BÉNY E1 K .. : A Vele ncei-tó vlzcsere folyamatainak v izsgálata 21 A bemeneti adatok txt-kiteijesztésűek: tartalmazzák az iránykoordinátákat és a sebességeket. Az idősorok beolvasása után a program automatikusan megjeleníti a diagrammokat. A könnyebb átláthatóság érekében kikapcsolhatóak azon pontok grafikonjai, amelyekre nincs szükségünk az aktuális elemzésnél. A program tartalmaz egy szűrési fiinkciót, ami a tó lengésidejének függvényében alkalmazható. A szűrővel kiszűrhetjük az idősorból azokat az értékeket, amelyek nem a szél okozta természetes áramlás hatásai, hanem valamilyen zavaró tényező hatására rendellenesen módosították (megzavarták) a mérést. A szűrő a Reynolds-féle időátlagolt áramlásadatokat simítással homogenizálja, a szél által gerjesztett áramlás speciális tulajdonságait számításba véve. Az egyszerű mozgó-átlagolás helyett Gauss-aluláteresztő szűrőt választották, mert ennek az a tulajdonsága, hogy az idősorok speciális struktúráját megőrzi, és szelektíven távolítja el azokat a komponenseket, amelyeknek nagyobb a frekvenciája, mint a határérték. Ezt a határértéket szabályozza a szűrő szélesség-paramétere. A szűrt értéket Gauss-fÜggvénnyel súlyozva nyerjük: a+A \ = 2JjdJ-jc) y-Á-A A — szűrési tartomány szélességének fele, Xj - a j-ik rekord értéke G - súlyfüggvény: -Ál-ht A J V 71 A y = dimenzió nélküli paraméter (y = 6) Hasonlóan az FFT módszerhez (Gyors Fourier Transzformáció) a szűrőnek ez a típusa képes eltávolítani a nagy frekvenciás zajokat, továbbá a szűrési maradékból képzett idősorral bizonyítottan hasznos a makroturbulenciák elkülönítésében, legalább annyira, mint a különböző tólengésösszetevők és azok magasabb rendű állapotai egymástól. A következő ábrán az alul áteresztő szűrő A paramétereinek hatása figyelhető meg. 16. ábra: A A paramétereinek hatása és a szűrési maradékok Az eredeti idősor A = 3; 6; és 24-es szűrővel szűrt. A simított idősorok és a megfelelő maradékok a jobb és a bal oszlopokban vannak ábrázolva külön-külön. Gyakran szükséges megkülönböztetni a longitudinális és transzverzális, valamint az öbölbeli tólengéseket egymástól, illetve a becsült széles skálájú keverék-paramétereket, amik a makroturbulenciák összetett hatását ábrázolják. A későbbi idősorok időskálája úgy is megkapható, hogy szisztematikusan változtatjuk a határfrekvenciát, tekintettel az izotrópia fokára, amit a szoftver biztosít. Az simítási eljárás használható skaláris és vektoriális értékekre is. Továbbá a mért idősoroknak sajátos szűrése, megkönnyítheti az összehasonlítást a szimulált idősorokkal. A számítási modellek a különböző hely- és időfelbontások miatt nem képesek reprodukálni a nagyobb frekvenciájú összetevőket, de elfogadható közelítést adnak. 4.4. SWAN A programot 1996 óta a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszékén fejleszti dr. Józsa János és Krámer Tamás. A program sekély tavak szabad felszínű áramlásainak és hordalék-transzportjának 2-dimenziós áramlási felületeken való modellezésére készült, majd a továbbfejlesztések után folyószakaszok áramlási viszonyainak és száraz területek elöntésének modellezésére is alkalmassá vált. A SWAN egy kétdimenziós, mélységintegrált hidrodinamikai véges-differencia modellt magába foglaló, grafikus felületű program, mely a Navier-Stokes egyenletekre és a Reynolds- féle egyenlet idó'átlagolt és mélység-integrált alakjára épüL A szabad felületű áramló vizek sebességkomponenseit számítja, közel kétdimenziós kiterjedésű áramlási felületeken. A program a Manning képlet segítségével figyelembe veszi a súrlódásból adódó veszteségeket, a turbulenciát és a diszperziót pedig egy állandó Orvényviszkozitási tényező' segítségével. A program képességei - Kétdimenziós nem-permanens leírás, irányonként egyenlő osztásközű derékszögű rácshálón - Jellegzónák megkülönböztetése Manning-féle simasági tényező területi hozzárendelésével - Konstans, izotróp örvényviszkozitási együttható - Peremfeltételek — Vízszint és vízhozam egymástól függetlenül előírható — A vízhozam perem menti elosztása négy módszerrel ~ Megadás matematikai formában, vagy idősorral — Súrlódó, vagy súrlódásmentes zárt peremek - Egydimenziós bukók beépítése - Árasztás és szárazra kerülés robosztus kezelése - Terepalapú elöntés — Gyors megoldás, stabilitási korlátozás nélkül — A térfogat vízfelszínű tározása a terepen, a hidrodinamika figyelmen kívül hagyásával — Előírt pontbeli vízbetáplálás vagy vízszint - Részecskekövetés — Analitikus advekciós pályaszámítás a cellán belül — Az indítási helyek beépített mintázat szerint vagy a felhasználó által megadva - Árasztási térképek — Elöntés maximális kiterjedése — Árhullám érkezésének és visszavonulásának időpontja -- Árhullám tartózkodási ideje — Legmagasabb vízszint és bekövetkezésének időpontja - Számítási eredmények beolvasása és kiíratása — Lemezre mentés megadott idősűrűséggel — Korábbi szimuláció visszajátszása — „Melegindítás": korábbi számítás folytatása - Szabványos, magyar nyelvű felhasználói felület, Windows alatt - Adatszerkesztés, numerikus modell és megjelenítés összefogva egyetlen programba « Az összes paraméter beállítása párbeszédablakokban — Rácshálók szerkesztése felülnézetben és axonometrikus nézetben
