Hidrológiai Közlöny 2007 (87. évfolyam)
5. szám - Homoródi Krisztián–Krámer Tamás–Józsa János: Szél keltette hullámzás mérése és becslése a Fertő-tó példáján
HOMORÓDI K. - KRÁMER T. - JÓZSA J.: Szél keltette hullámzás mérése és becslése a Fertő tó példáján 7 6. Hullámklíma becslések A hullámzás statisztikai elemzése vagyis a hullámklíma meghatározása a helyszínen mért adatsorokon közvetlenül alapulhat, ha ilyenek léteznek. Amennyiben nem állnak rendelkezésünkre hullámzásmérések, a tervezés támogatására célzott helyszíni mérésekkel pótolhatók, ám ez költséges és hosszú időt (akár több hónapot) vesz igénybe. A hasonló körülményekre előzetesen kalibrált hullámmodellek nagy előnye, hogy ebben az esetben egy reprezentatív hosszúságú szél-idősor és a tó alakja ismeretében gyors becslést szolgáltatnak a széllel egyidejű hullámzásra, amelyből a kívánt statisztikai mutatók meghatározhatók. Jelen esetben a 2004. év öthónapos szél-idősorát reprezentatívnak tekintve határoztuk meg erre az időszakra a szignifikáns hullámmagasságot, mégpedig az SPM nagytavi viszonyokra megbízhatónak talált sekélyvízi képletével. Mivel ez az összefüggés érzéketlen a vízmélységre (Homoródi, 2005), ezért a számítások során a Fertő-tóra jellemző 1 m-es mélységet vettük figyelembe. A hullámklímát pontban, vonal mentén és annak területi eloszlásában is meghatározhatjuk. Pontszerű létesítmények (pl. kikötők) tervezésekor a hullámklíma pontbeli szélirányonkénti eloszlását szükséges meghatározni. Egy pontban a mértékadó szélirányt definiálhatjuk a legnagyobb szélsebességekhez tartozó irányként, vagy a legnagyobb gyakorisággal rendelkező irányként egyaránt. A szélirány gyakorisági eloszlása, azaz a szélrózsa megrajzolásával az előbbit tudjuk meghatározni. F=5000 m szélrózsa szétüt diagramm 11. ábra. Szélirány és szélül gyakorisági kördiagram Az ún. szélút-diagram az előfordulás mellett a szélsebességet is figyelembe azáltal, hogy a gyakoriságot a szélsebességekkel súlyozva ábrázolja. Az illmitzi strandra megszerkesztett szélrózsája és szélút-diagramja a 11. ábrán látható. Megvizsgáltuk a szélsebesség és a kialakuló hullámmagasság közötti kapcsolatot. Ez a kapcsolat h- lm v41 lízmélység, F = 1 km meghajtási hossz mellett lineáris függvénnyel kellő pontossággal közelíthető (12. ábra). 0.35 ¥ J 0.30 % 0.25 E = 0.15 M 1 0 05 0.00 0.25 £ í 0.20 á> I <0 g 0.15 E E 2 S 0.05 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Szélsebesség, u, [m/s] F=1000 m .'A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Szélsebesség, u a [m/s] • pontos érték lineáris kvadratikus 12. ábra. A szignifikáns hullámmagasság szélsebesség függése F = I ill. 5 km-es meghajtási hosszakra Ezzel szemben nagyobb meghajtási hossz, például F = 5 km mellett már a lineáris helyett kvadratikus függvény alkalmazandó (12. ábra). A hullámzás szempontjából mértékadó szélirány definiálásakor figyelembe kell venni azt, hogy a kialakuló hullámmagasságot a szélsebesség mellett a meghajtási hossz és a vízmélység is befolyásolja. Nem alakulnak ki nagy hullámok még nagyobb szélsebességek mellett sem akkor, ha a meghajtási hossz csekély. Éppen ezért a hullámzás szempontjából mértékadó szélirány megállapításához az adott pontban különböző magassági küszöbszinteket véve e küszöbszinteket meghaladó hullámok gyakoriságának irányonkénti eloszlását kell meghatározni. A vizsgálatok során három küszöbszintet vettünk fel, ezek: 5, 10 és 20 cm (13. ábra). Az ábrák alapján megfogalmazható következtetés az, hogy az EENy-i irányok rendelkeznek a legnagyobb relatív gyakorisággal, a hullámzás szempontjából ez az irány a mértékadó az illmitzi strand esetén. Nevezetesen az idő 5 %-ában a hullámok meghaladják a 10 cm-t, és ez döntően EENy-i szeleknél fordul elő. Ez az eredmény előzetes várakozásainknak megfelel. A hullámzás szempontjából mértékadó szélirány ismeretében már meghatározhatjuk egy tervezett kikötő bejáratának irányát. Vonalas létesítmények, mint például a partvédő müvek tervezésekor hasznosabb a hullámkitettség vonal menti ismerete.
