Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)

3. szám - Liptay Zoltán Árpád: Szoftver fejlesztése vízszín-szabályozó műtárgyak tervezéséhez

^t^^^^Á^Szoftve^ejlesztés^iz^^ 33 4. A modell felépítése 4.1. Elemek A program a felépítendő modellt 3 elemből állítja össze: - Pont: vízszint adat, a számítás peremfeltételét adja, - Meder: a pont elemek kiegészítése, azok összekapcsolása, felvízi és alvízi szerep kiosztása, és a műtárgyak helye, - Műtárgy: a vizsgálni kívánt műtárgy. 4.2. Peremfeltételek A modell felépítésének első lépése a peremfeltételek, azaz a végpontok definiálása. A pontok a műtárgy felett és alatt előálló vízszinteket adják meg. Értékűk lehet fix, pl.: torkolati műtárgy esetén, ahol a főág vízhozama sokszorosa a becsatlakozónak, így annak vízállását nem, vagy csak kis mértékben befolyásolja a műtárgyon átfolyó víz mennyisége. Itt van lehetőségünk beállítani, hogy a számítások során a mederhez tartozó Q-H görbét figyelembe vegyük-e, vagy nem. Fix érték mellett bekapcsolt Q-H görbe az alvíz szintjéhez tartozó vízhozamot veszi adottnak, melyből a műtárgy koronaszintjét számolja. Harmadik típusa a peremfeltételnek, amikor az értéke nulla és a Q-H görbe engedélyezett. Ekkor az alvízi vízszintet a műtárgyon átvezetett vízhozamból számolja a 3. fejezetben ismertetett összefüggésekkel. 4.3. Medertengely elemek A vízszint adatok megadása után a következő lépés a meder hidraulikai adatainak meghatározása. A medertengely feladata a peremfeltételek egymáshoz rendelése, valamint a meder jellemzőiből előállítható permanens Q-H görbe értékeinek számítása. Műtárgyat csak medertengelyen tudunk elhelyezni, ezen keresztül rendeljük hozzá a peremfeltételeket. 4.4. Műtárgy elemek A vizsgálandó műtárgy modellje. Első lépésként ki kell választatnunk a felépíteni kívánt műtárgy típusát. A program a 3. fejezetben ismertetett műtárgyakkal tud dolgozni, ezek közül választhatunk. Dupla kattintással választhatjuk ki a kívánt műtárgyat. Ezután meg kell adnunk milyen peremfeltételekkel számoljon majd a felszíngörbe meghatározásánál. A peremek kiválasztásánál az előzőekben megadott medertengelyek listáját látjuk. Ebből a listából szimpla kattintással tudunk a műtárgyhoz rendelni. A peremfeltétel hozzárendelése után mind a műtárgy-alak, mind az utófenék menüpont aktiválódik. A műtárgy alak menüpontban a kiválasztott műtárgy típusnak megfelelő alpont választható. Ez lehet zsilip vagy bukó, kombinált műtárgyak esetén mindkettő. Az így megjelenő ablakban adhatjuk meg a műtárgy geometriai adatait. Definiálnunk kell a nyílásméretet, a fenékszinteket, valamint az elzárás méreteit. Zsilip esetén nincs lehetőségünk külön alvízi fenékszintet megadni, ugyanis az így létrejövő küszöb hidraulikailag helytelenné tenné a számítás eredményeit. Ilyen esetben kombinált műtárgyat kell választanunk, és gyakorlati profilú bukóval helyettesítjük a küszöböt. Itt kell megadnunk, hogy akarunk-e süllyesztett utófeneket, vagy nem. Süllyesztett utófenék esetén az utófenék menüpont passzívvá válik, ugyanis ebben az esetben a vízugrás a vízláda felett alakul ki, így nincs szükség az utófenék hidraulikai paramétereire. Utolsó lépésként az utófenék adatai várnak megadásra. Fontos hozzátenni, hogy a 2.4. fejezetben ismertetett összefüggések csak négyszögszelvény esetén érvényesek. A fájl menü mentés menüpontjával tudjuk a műtárgyat menteni, ezután az ablak automatikusan bezáródik, és a műtárgy megjelenik a modelltérben. A grafikus megjelenítés a jelenlegi verzióban egy sematikus ábrát jelent a műtárgy és a peremfeltételek viszonyáról. A műtárgy adatait mentés után a tulajdonságok ablakban tudjuk szerkeszteni, valamint a számítás eredményeit is itt tekinthetjük meg. A műtárgyra kattintva jobb egérgombbal választhatunk másik színt a megjelenítéshez. Több műtárgy esetén ez megkönnyítheti a megkülönböztetésüket. Az elemlistában jobb egérgombbal elérhető menü lehetővé teszi a műtárgyak megjelenítésének tiltását-engedélyezését. 5. Számítások 5.1. Számítás a megadott peremfeltételekkel Miután definiáltuk a vizsgálni kívánt műtárgyat (4. fejezet) elvégezhetjük rajta a számításokat. Az elemlistában vagy modelltérben kiválasztjuk a megfelelő elemet, majd a számítás gombra kattintunk. A számítás számszerű eredményeit a tulajdonság ablakban tekinthetjük meg. Az eredmények grafikus megjelenítésére, a felszíngörbe kirajzolására a Felszíngörbe gomb szolgál. 5.2. Paraméteres számítás A megadott peremfeltételekkel való számítás mellett lehetőségünk van paraméteres számításra. Paraméterként kezelhetjük mind a műtárgy, mind pedig a vízszintek adatait. Ezen számítási móddal vizsgálhatjuk például egy zsilip egyes nyitásaihoz tartozó vízhozamok alakulását, vagy az alvízszint változásával a vízugrás helyzetét. Paraméteres számítást a paraméteres felszíngörbe gombra kattintva indíthatunk. Első lépésként ki kell választanunk a futó változót, majd a minimális, a maximális értékeket, és a lépésközt megadni. A tovább gombra kattintva megjelenik a diszkrét esetekhez tartozó felszíngörbe. Minél több változat áll elő, az ábra annál sűrűbb, így itt elérhetők a megjelenítés beállításai. Az így kapott eredményeket a Táblázat gomb segítségével táblázatos formában is megtekinthetjük. További lehetőség az eredmények grafikonos ábrázolása (XY chart gomb). Itt ki kell választanunk, melyik két oszlop az X és Y értékek forrása. 6. Próbafuttatások A próbafuttatásokhoz forrásanyagként az alábbi diplomaterveket használtam fel: - Szalai Erzsébet: A Szamos-Kraszna közi tározó beeresztő műtárgya, Budapest, 2005 - Sági Rajmund: A szegedi árapasztó tározó numerikus hidraulikai modellezése, Baja, 2009 - Liptay Zoltán Árpád: A Mosoni-Duna torkolati hajózsilipje, Budapest, 2009 6.1. Mosoni-Duna torkolati hajózsilip 6.1.1. A műtárgy ismertetése A Mosoni-Duna és a Duna torkolatába tervezett torkolati mű hajózsilipjének felsőfőjét modellezzük. A felső fő főelzárása vízszintes tengelyű szegmens (/. ábra, 2.. ábra). A hajózsilipen rendkívüli esetben vízleeresztés is történhet. Feladat az esetleges vízáteresztés során kialakuló vízmozgás vizsgálata, maximális nyitás meghatározása. 1. ábra. Mosoni-Duna torkolati hajózsilip, felső fő