Hidrológiai Közlöny, 2019 (99. évfolyam)
2019 / 2. szám
56 Hidrológiai Közlöny 2019. 99. évf. 2. sz. CALTROPe - Innovatív partvédő mű áramlástani vizsgálata szimulációs eljárásokkal Grivalszki Péter Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék, 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3. (E-mail: grivalszki.peter@epito.bme.hu) Kivonat Globális probléma napjainkban a folyamok hordalékszegénysége, melynek oka többek között a vízlépcsők létesítése. A duzzasztók felvízi oldalán lelassul az áramlás, a természetes hordalék kiülepszik, az alvíz ezáltal hordalékszegény. Ennek egyik következménye a deltavidékek fokozódó erodálódása. A jelenséghez hozzájárul a klímaváltozás okozta tengerszintemelkedés is, mely során az értékes tengerparti területek fokozatosan víz alá kerülnek. A CALTROPe-projekt, egy speciális, háromágú beton idom alkalmazását jelenti a fenti problémával érintett területeken, kiváltképp a trópusi folyamokon. Különlegessége, hogy a betonelemekbe mangrove facsemetéket ültetnének, amelyek fejlődésük során egyre hatékonyabb védelmi vonalat alkotnának, és fokozatosan beépülnének a környezetbe. Az így létrejövő kvázi-természetes gátrendszer a várakozások szerint kiváló hordalékfogó védvonalat alkot, mely alkalmazkodna a természetben zajló változásokhoz és segítené a védett területek hordalékkal való feltöltését. Munkánk során háromdimenziós (3D) numerikus szimulációs eljárásokkal vizsgáltuk a komplex geometriájú CALTROPe-idom körüli lokális áramlási viszonyokat áramló és hullámzó szcenáriók esetén. Vizsgálatainkat érzékenységvizsgálatnak is alávetettük és fizikai kisminta-kísérlettel igazoltuk. Az eredmények fényében kétdimenziós (2D) leképzési lehetőségeket vetettünk fel, mely által az idomegyüttes alkalmazhatóságára irányuló vizsgálatok a csökkenő számítási igény végett kiterjeszthetőek nagyobb - folyótorkolat léptékű - területekre. Fontos célunk megállapítani, hogy az idom alkalmas-e a Mekong vidékére irányuló tesztalkalmazásra, ugyanis korábbi műszaki elgondolások szerint a vidék tökéletes választás gazdag mangrove mocsarai, jó hordalékhozamú vize és védendő mezőgazdasági zónái miatt. Kulcsszavak CALTROPe, hordalék, partvédelem, modellezés, 2D, 3D, CFD. CALTROPe - Hydrodynamic analysis of an innovative shore protection system with simulation methods Abstract Lack of sediment is a global problem nowadays, which caused mostly by building of dams. The flow is slowing down on their upstream side, natural sediment is settling and the downstream is going to be sediment-poor. One of the consequences is the gradual erosion of deltas. Furthermore, sea level rising caused by climate change also have the impact on the phenomenon, because valuable coastal areas are slowly going to be submerged. The CALTROPe-project is generally the application of special trifurcate concrete idoms at areas with problems mentioned above, especially rivers of the tropics. Its specialities are the mangrove saplings planted in the concrete idoms, and in parallel with their growth, the defense line will be more effective, and environmentally friendly. This quasi-natural shore protection system is going to be an excellent sediment-trap line in the future, it can adapt environment changes, and help the sedimentation of protected areas. Three-dimensional (3D) numerical simulations were made for analyze local flow conditions in laminar and wavy scenarios. The model was refined by sensitivity analysis, and validated by physical scale-model. According to the results, two-dimensional (2D) considerations were drafted, by which we can extend our applicability tests to larger - delta sized - areas, because of the decreasing computing demands. A major goal is to validate the applicability of the idom in the Mekong-delta, because former technical statements were made in it, according to the region’s rich mangrove swamps, fine sediment-load and agricultural zones to protect. Keywords CALTROPe, sediment, shore protection, modelling, 2D, 3D, CFD. BEVEZETÉS Napjainkban a klímaváltozás nemcsak a mindennapok közéleti témája, hanem komoly világpolitikai viták tárgya is. A világ szakembereinek többsége egyetért a jelenség létezésével kapcsolatban, kérdőjeleket főleg az okai és a következményei tesznek. Egy lehetséges ilyen következmény a tengerszintek emelkedése. Akár néhány centiméter emelkedés esetén is komoly válsághelyzet alakulhat ki, hiszen a világtengerek partvidéke vagy sűrűn lakott, vagy mezőgazdasági terület. Ezek víz alá kerülése komoly pénzügyi, mezőgazdasági és migrációs válságot indukálhat (Intergovernmental Panel on Climate Change 2014). Egy másik jelentős probléma a bővizű folyamaink belépcsőzése, melynek során azok idő előtt rakják le hordalékukat a duzzasztók felvízi oldalán, az alvíz ezáltal egyre hordalékszegényebb lesz. Ez a hordalék azonban nem csak a vízi ökoszisztémák életterének alkotóeleme, de a deltatorkolatok építőeleme is. A szigetcsoportosulások, melyeket az ár-apály jelenség és egyéb hidraulikai jelenségek ostromolnak, az érkező hordalékból épülnének újra. Ennek hiányában az értékes deltavidékek erodációja egyre gyorsabb. Az S39’ Hybrid Design Manufacture által megálmodott CALTROPe névre keresztelt projekt a vízi építészet francia mesteréről elkeresztelt Jacques Rougerie Alapítvány pályázatának „Tengerszint-emelkedés és Építészet”
