Vízügyi Közlemények, Az 1998. évi árvíz, 2003 (különszám)

IV. kötet: Elemző és módszertani tanulmányok az 1998-2001. évi ár- és belvizekről - Szlávik Lajos-Bakonyi Péter-Józsa János-Kovács Lajos-Krámer Tamás: Az új árvízvédelmi lokalizációs tervek kidolgozásának módszertani alapjai

Az új árvízvédelmi lokalizációs tervek kidolgozásának módszertani alapjai 215 ga. Minél gyorsabban konvergál az eljárás a valós gyökhöz, annál hatékonyabb az algoritmus. A fenti elméleti megfontolásokat figyelembe véve teszünk javaslatot a lokalizációs tervek felülvizsgálatát alátámasztó numerikus hidraulikai modellekre. 6.1. A lokalizáció matematikai modellje Az árvízi öblözetek feltöltődésének számítására három módszert javasolunk. Mindhárom modell figyelembe veszi a folyó és az öblözet közötti dinamikus egymásrahatást (a szakadási szelvényen keresztül). A folyó hidrodinamikáját egy egydimenziós (ID) matematikai modellel írjuk le mindhárom esetben. A töltésszakadást trapéz-szelvényű, széles küszöbű bukóval írjuk le. Az ártéri öblözet feltöltődésnek szimulációját három módszerrel javasoljuk elvégezni: egyszerű tározó-modellel (a tározó-térfogati görbe felhasználásával), egy kétdimenziós (2D) hidrodinamikai és egy egyszerűsített kétdimenziós modellel. A továbbiakban a modellekre „A", „B", és „C" névvel fogunk hivatkozni. Az egyes elnevezések mögött az alábbi modellkombinációk állnak: 1D hidrodinamikai modell Széles küszöbű bukó Egyszerű tározó-modell „B" 1D hidrodinamikai modell Széles küszöbű bukó Egyszerűsített 2D modell „C" 1D hidrodinamikai modell Széles küszöbű bukó 2D hidrodinamikai modell A három modell eltérő körülmények között alkalmazható. A tározó térfogati görbén alapuló módszer használatát akkor javasoljuk, ha az árvízi öblözet egyszerű geometriájú, a szakadás a legmélyebb pont közelében történik és a kiömlő víz hidrodinamikai (romboló) hatásai nem érdekesek. Bonyolult terepviszonyok esetén, ha a hidrodinamikai hatások elhanyagolhatók, alkalmazható az egyszerűsített kétdimenziós modell. A jelenség legteljesebb leírását a kétdimenziós hidrodinamikai modell adja, mellyel nem csak a víz áramlásának útja követhető nyomon, hanem a kialakuló áramlási sebességek is meghatározhatók, ami alapján becsülhetők az okozott károk is (kimosódás, dinamikus hatások stb.). 6.1.1. Az 1D hidrodinamikai modell. A folyón levonuló árhullám hatására nempermanens, fokozatosan változó, szabadfelszínű vízmozgás alakul ki. Az ilyen vízmozgásokat a de Saint-Venant féle differenciálegyenletekkel lehet leírni. Felmerül a kérdés, hogy a töltésszakadás következtében megváltozik-e a vízmozgás jellege és így más alapegyenletek használata lenne indokolt. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy a töltés nem egy pillanat alatt szakad át, hanem a szakadási szelvény viszonylag lassan fokozatosan bővül. Még a robbantásos megnyitás esetén sem