A Magyar Hidrológiai Társaság XXXIX. Országos Vándorgyűlése (Nyíregyháza, 2022. július 6-8.)

5. szekció - Hidrológia, hidrogeológia, hidraulika, numerikus modellezés - 22. Dr. Nagy Gábor (DDVIZIG): A vízkészlet-gazdálkodási modellezés ágazati tapasztalatai

3. ábra Snyder-egységárhullám (forrás: HEC-HMS user manual 2016, szerkesztette: Nagy Gábor) Hec-RAS modell

A nem permanens vízmozgás, az állandó áramlásnak az a speciális esete, amelyben modellezésénél az időben változó (instacionárius) áramlás elemzésekor a szoftvernek két irányadó algebrai egyenletet kell explicit módon megoldania, mivel az áramlás és a vízállás egyaránt ismeretlen (HEC-RAS 2016). Az egyik irányadó egyenlet a víz térfogatának megőrzése, a másik pedig a víz impulzus momentumának a megőrzése. A modellezés során az instacionárius áramlás elemzésénél azonban a vízmennyiség megőrzésének érdekében egyenletrendszert kell megoldani az áramlásokra és a vízállás változásokra vonatkozóan.

Az instacionárius áramlás analízisében számítási elemeket és az irányadó egyenletekben szereplő differenciál vagy integrál tagok, algebrai közelítéseit kell használni minden egyes számítási elemre. Az instacionárius áramlás esetében az időt is figyelembe kell venni, a program az időközöket véges lépésekre osztja, amelyek ideális esetben elég rövidek ahhoz, hogy a differenciál- és integráltermek algebrai közelítései kellően pontosak legyenek (Miller et al. 2013).

Meg kell határozni a vízállásváltozás és az áramlásváltozás közötti ismert összefüggésekkel rendelkező ellenőrzési pontokat, a gyorsan változó áramlás helyszíneit, valamint a vízfolyások közötti kölcsönhatások pontjait, amelyeket az algebrai irányadó egyenletek nem írnak le. Ezek a pontok határozzák meg az irányadó egyenletek alkalmazhatóságának határait. Az instacionárius áramláselemzésben azonban meg kell határozni a modellezés kezdő időpontját, amikor a számítási csomópontokban (általában a vízrajzi állomásoknál és a felosztási egységenként) az összes áramlási érték ismert. Az áramlás a kezdő időpontban a rendszerben mindenhol állandónak feltételezhető. Az állandó áramlás elemzését el kell végezni az instacionárius áramlás elemzésének kezdeti feltételének megállapításához. A modellezéshez szükséges az alsó és felső peremfeltétel ismerete, mint például az idő függvényében az ismert áramlás, az idő függvényében az ismert vízállás-emelkedés, vagy az áramlás és a vízállás-emelkedés közötti kapcsolatot (Franz et al. 1997).