Vízügyi Közlemények, 1987 (69. évfolyam)
3. füzet - Sarkkula, Juha: Tavi és parti áramlások és hidrodinamikai vízminőség modellezés Finnországban
458 Sarkkula, Juha közeli területek bonyolult természete kívánja meg. Ezen túlmenően, a rétegződés és a rétegek közötti elkeveredés lényegesen befolyásolhatja az áramlás jellegzetességét. A mérések egy aránylag hosszú periódusa (1-2 hónapos adatrögzítés) szükséges ahhoz, hogy megtaláljuk a különböző helyzetekre jellemző áramlásképeket és sebességértékeket. Ezzel együtt a vizsgálati pontok helyének megválasztásának nagyon fontos szerepe van a modell eredményeinek ellenőrzésében. A mért áramlási adatok összehasonlítása után a számított áramlási modellen végezhetünk javításokat, megváltoztatva a fenék topográfiáját és a partvonalat, a súrlódási tényezőket és a vízrétegek közötti változó együtthatókat. Az elkeveredési modell alkalmazásának egyik fő nehézsége a változó szél (és áramlási mező) kezelése. Hogy elkerülhessük a folyamatosan változó áramlási mező szimulációs nehézségeit, egy módszert dolgoztunk ki az anyagszállító sebességek két- és háromdimenziós közelítésére (Sarkkula-Virtanen 1983, Virtanen-Koponen 1985). A megoldás a következő közelítéseket tartalmazza: - A szélsebesség állandó a két mérés között; - A szeles periódusokban az advektív anyagszállítást az átlagos sebességekkel szimuláljuk; - Az átlagsebességeket a kérdéses szél által keltett állandó jellegű áramlási mezőt felhasználva közelítjük; - Az állandó jellegű áramlási mezőt néhány előre kiszámított alap áramlási mező lineáris kombinációjából nyerjük. Ezeknek a megközelítéseknek alapvető fontosságuk van a vízminőség modellek gyakorlati célú felhasználását illetően. Az elkeveredés számítása különválik a szűk időlépésű korlátozással végrehajtott áramlásszámítástól és az áramlások folyamatos szimulációja leegyszerűsödött néhány állandósult áramlási mező meghatározására. A közelítések hatása tisztán kitűnik a háromdimenzió esetében, ahol a számítási idő egyébként nagyon hosszú lenne. A Näsiselkä tó esetében (15 x 17x4 rács test, a rácsméret As= 1000 m és maximális mélység 45 m) egy vízminőség változó transzportjának számítása 15 s számítógépi időt jelentett, egy hónapos valós idővel szemben. Az áramlás folyamatos számítása több mint 2500 s-t venne igénybe havonta Cyber 170 számítógépen. A számítási idő rövidülése nagyobb, mint 99%-os. 4. Esettanulmány A tanulmányozandó terület a Finn-öbölben, Kotka város környezetében lévő parti terület, ott ahol a Kymitjoki folyó keleti ága betorkollik (6. ábra). A folyó középvízhozama 300 m 3/s és a keleti ágé, mely három kisebb ágból áll, 140 m 3/s. A parti terület vízminőségére a folyó vizén kívül hatással van a torkolatban lévő két papírgyár és Kotka városa. A folyó és szennyvízáramlás partközeli területen (Rautalahti et al. 1985) a vizsgálat kapcsolatban állt a vízszabályozás regionális tervezésével és változatokat tartalmazott a BOI 7 terhelés csökkentésére, és a szennyvízáramlás töltéssel történő irányítására vonatkozóan. A terület, a fő szennyvíz beömlési helyek és az áramlásmérési pontok a 6. ábrán láthatók. A parti terület vízmélysége 3-4 m-ről növekszik a folyó tölcsértorkolatában lévő szennyvíz-betáplálási helyen S = 10 m-re és a szigetcsoportnál lévő szennyvízbeeresztésnél 10-15 m.
