Vízügyi Közlemények, 1987 (69. évfolyam)

4. füzet - Bakonyi Péter: A jégtorlaszképződés numerikus modellezése

550 Bakonyi Péter Az egyenletek rendre az anyag- és az impulzus-megmaradás törvényét fejezik ki. Az egyenletek a szabadfelszínű, fokozatosan változó nem permanens vízmozgások leírására szolgálnak. Alkalmazásukat lehetővé teszi, hogy a jég csak saját súlyával nyomja ki a vizet (úszik a vízen) és csak jégtorlasz alakul ki, jégdugó nem. E két feltevés biztosítja, hogy a vízmozgást szabadfelszínűként és fokozatosan változóként tárgyaljuk. Az egyenletek levezetésénél alkalmazott további közelítéseket Cunge-Holly-Verwey (1980) tárgyalják. Az egyenletek megoldhatóságának a feltétele a határfeltételek ismerete. Áramló vízmozgásnál egy felső és egy alsó határfeltétel adandó meg (Cunge-Holly-Verwey 1980). Esetünkben a felső határfeltétel egy 2 = <2(0 (3) alakú vízhozamidősor, az alsó határfeltétel pedig egy Q = Q(Z) (4) alakú permanens vízhozamgörbe volt. 1.3. A jégtorlaszképződés matematikai leírása A jégtorlasz időbeli változását három paraméterrel jellemezzük : a torlasz vastagságával, a felépülési sebességgel és az érdességével. A jégtorlasz egyensúlyi vastagságát (í

e

0) Beltaos (1982) alapján í

e

0 = So • В • — [1 + +0,11 • П'

3Шo£] (5) p számítottuk (Starosolszky 1985). Az összefüggésben <

ш(Л?Т (6

) a dimenzió nélküli vízhozam, és В - a víztükörszélesség a víz-jég érintkezési szintjén mérve [m] ; S

0 - a mederfenék átlagos esése [-];//-a jégtorlasz belső súrlódását kifejező állandó (p = 1,2 javasolt érték) [-];/•- a jégtorlasz alján mérhető súrlódási tényező [ - ] ; /о - az összetett súrlódási tényező, /о = C/i+/»)/2 [-];/&- a fenék súrlódási tényezője ["]. A jégtorlasz egyensúlyi vastagsága alapján a torlasz alatti vízmélység (h) a h = H- 0,92/

e

O (7) összefüggés alapján már számítható, ahol Я - a jégtorlasz előtti vízmélység [m] ; 0,92 a jég relatív átlagos sűrűsége [ —]. A jégtorlasz felépülési sebessége az áramlási sebességből, a fedettségből, az érkező jégtáblák és a jégtorlasz egyensúlyi vastagságából könnyen számítható : с • v • t: «>«- —-, (8) 'eO ahol с - a fedettség (O^c^l) [ — ]; r-az áramlás középsebessége a torlasz felett [m/s]; íi - a jégtáblák vastagsága [m].