A Magyar Hidrológiai Társaság X. Országos Vándorgyűlése I. kötet, Folyóink szabályozása (Szeged, 1992. szeptember 7-8.)

JÓZSA JÁNOS–GÁSPÁR CSABA–SZÉL SÁNDOR–BAKONYI PÉTER: Folyószabályozási művek és folyóba épített műtárgyak áramlási hatásának vizsgálata numerikus modellezéssel

tésén keresztül. Nagyobb térségre ezek az egyszerűsítések lehetővé teszik az áramlások kvázi permanens leírását, vagyis a vizsgálatokat megkönnyítő, az egyes folyószabályozási változatok hatását jól jellemző, időben állandósult áramképek számítását. A vízépítési gyakorlatban azonban számos olyan eset létezik, amikor a pulzálások időbeli kiátlagolása bizonyos környezetben nem vezet eredmenyre, mivel a pulzálás olyan mértékű, hogy az adott helyen ö maga dominál. Példa erre a műtárgyak alvize, ahol a műtárgyakról leváló Kármán-féle örvények az alvizen periódikus áramlási viszonyokat eredményeznek. A folyókba épített sarkantyúk, pillérek, vízkivételi vagy szenyvizbeeresztő művek, a hirtelen szelvénytágulások. a torkolatok, de akár a hullámtér és a főméder érintkezési sávja is mind erős örvénykeltő helyek. Ezekben az esetekben az áramlás dinamikájának, és ezen keresztül a helyi mederváltozás, valamint elkeveredés meghatározása a keletkező örvénysorok közvetlen szimulálásával érhető csak el. A fentiekben vázolt áramlási esetek közelítő számítására az alábbiakban két numerikus modell kerül ismertetésre. Az első egy a vízszintesen kétdimenziós, mélység mentén átlagolt kvázi permanens áramképeket finom térbeli felbontás mellett is hatékonyan szolgáltató áramlási modell, mely a sekélyvizi alapegyenletek újszerű, ún. többhálós iteratív közelítő megoldásán alapul. A második modell kifejezetten nempermanens, erősen örvényes, közelitően sikáramlási viszonyok szimulálására ad módot. A felsorolt modellek alkalmazhatóságát a 80-as évek elején hidraulikai kismintán már vizsgált, és azóta megvalósított szolnoki vízkivételi mű példáján mutatjuk be. Látni fogjuk, hogy a numerikus modellek a folyamatokat ésszerű pontossággal írják le. Ha ehhez hozzászámítjuk azt a tényt, hogy a modellekben a digitálisan figyelembe vett medergeometria könnyen változtatható, a bemutatott modellek nagyszámú tervváltozat gyors és rugalmas, tehát egyszersmind gazdaságos kiértékelését lehetővé tevő eszközként ajánlhatók a gyakorló vizépitők számára. 2. A FOLYAMI ÁRAMLÁSOK MÉLYSÉG MENTÉN INTEGRÁLT LE ÍRÁSA 2.1. Sekélyvizi alapegyenletek Kvázi permanens, mélység mentén integrált esetben az ún. sekélyvízi áramlásokat leiró differenciálegyenlet-rendszer a következő alakot ölti (Flokstra [5]): 3x oy 2 , ,2 ,1/2 m • MP) • »i -• ^m • (?) »I? (2a) - 60 -