Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)
4. szám - Koncsos László–Jolánkai Zsolt–Kozma Zsolt: A WateRisk integrált vízkészlet-gazdálkodási modellrendszer egydimenziós hidrodinamikai almodelljének összehasonlító tesztelése az HEC-RAS modellel
52 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2011. 91. ÉVF. 4. SZ. hogy számos opció és beállítási lehetőség van a meder és a műtárgyak leírására, valamint, hogy fel van szerelve a precíz számításhoz szükséges minden eszközzel, mint pl. a hullámterek finom leírása, hordalékmozgás szimulációja stb. A WR folyómodell ugyanakkor egy integrált modellrendszer egydimenziós modulját adja, melynek legfőbb célja, hogy megfelelően számítani tudja a vízfolyásokon illetve csatornarendszereken a kialakuló vízszinteket és vízhozamokat. Emellett kapcsolatot tudjon teremteni a rendszer többi - terepi elöntési folyamatokat, felszín alatti vízmozgásokat leíró - almoduljával, melyhez az egyszerű számítási módszer és könnyű beépíthetőség fontos szempontok voltak. Előnye tehát az egyszerűsége, gráf szemléletű felépítése. Ugyancsak fontos előnye gyorsasága. Az elvégzett egyszerű teszteknél a számítási időigény a tizede volt a HR számítási időigényének. A VT modell kifejlesztése egy árvízi kockázatbecslési projekt (Koncsos, 2006) keretében történt. A kockázatok meghatározása nagyszámú generált árvízi esemény szimulációjára alapult. így a modellel szemben az elsődleges elvárás a gyors megoldás és numerikus stabilitás volt. 4. Tesztfeladatok és eredmények bemutatása A tesztek alapfeltevése, hogy a HR modell a gyakorlatban sokat használt, jól működőnek tekinthető modell, melyet számos esetben kalibráltak, validáltak (Zsuffa, 2005; Kovács, 2006) és teszteltek (Fleenor et al., 2003), így az egyező eredmények a WateRisk egydimenziós hidrodinamikai modelljét részben igazolják, szem előtt tartva azt, hogy a modell tényleges igazolása, csak mérési eredményekkel történő összehasonlítása útján történhet. A bemutatott modellek tesztelését nyolc alapesetre, illetve részfeladatokkal együtt 10 feladatra bontottuk. Alapvető koncepció az volt, hogy mind egyszerű prizmatikus medrekben, mind összetettebb, magányos medrekben történjen vizsgálat. Az összetettséget itt az jelentette, hogy a mederszelvény hullámtéri részt is tartalmazott. A meder alakjának befolyásoló hatásának kiértékelésére még megvizsgáltuk a modellek működését egy változó keresztmetszetű mederre, ahol a mederszakasz közepén erőteljes szűkület volt találhOtó, de a meder fokozatosan változott a szűkület és az alapesetben felvett végponti szelvények között. Egyszerű, prizmatikus mederben folytatott vizsgálatok: 1. Alapteszt: Egyszerű 10 kilométer hosszú trapézmeder, hullámtér nélkül, 1:1 -es rézsűhajlással, 50 méteres fenékszélességgel és 500 méteres szelvényközzel. Felvízi peremfeltétel: „Háromszög" időbeli levonulású árhullám (1001100-100 m 3/s, 3 ábra)\ alvízi peremfeltétel: Dinamikusan változó vízszint (3. ábra). 2. Bukóteszt 1.1: Egyszerű trapézmeder, hullámtér nélkül, 1:1 -es rézsűhajlással, 50 méteres fenékszélességgel és 500 méteres szelvényközzel. Felvízi peremfeltétel: Háromszög árhullám (100-400-100 m 3/s); alvízi peremfeltétel: Fix 2 méteres vízmélység; A bukó a felvízi peremtől a mederhossz egynegyedénél található. A bukó hossza 100 méter, és egy tározóhoz kapcsolódik, ahol a vízszint mélyen van. Nincs alvízi hatás. 3. Bukóteszt 1.2: A Bukóteszt 1.1 megismétlése a számítási időlépés 60 szekundumról 1800 szekundumra történő megnövelése mellett. 4. Bukóteszt 2: Egyszerű trapézmeder, hullámtér nélkül, 1:l-es rézsűhajlással, 50 méteres fenékszélességgel és 500 méteres szelvényközzel. Felvízi peremfeltétel: konstans 200 m 3/s-os vízhozam; alvízi peremfeltétel: Fix 2 méteres vízmélység; A bukó a felvízi peremtől a mederhossz egynegyedénél található. A bukó hossza 100 méter, és egy tározóhoz kapcsolódik, ahol a vízszint fél méterrel a bukószint felett van. A tározó vízszintje állandó. Az átbukást alvízi viszszahatás befolyásolja. 1. Bukóteszt 3: Egyszerű trapézmeder, hullámtér nélkül, 1:1 -es rézsűhajlással, 50 méteres fenékszélességgel és 500 méteres szelvényközzel. Felvízi peremfeltétel: Háromszög árhullám (100-400-100 m 3/s); alvízi peremfeltétel: Fix 2 méteres vízmélység; A bukó a felvízi peremtől a mederhossz egynegyedénél található. A bukó hossza 100 méter, és egy tározóhoz kapcsolódik, ahol a vízszint fél méterrel a bukószint felett van. A tározó vízszintje állandó. Az árhullám 3.6. Egyéb tulajdonságok WateRisk BME VTT1D HEC-RAS Leírható műtárgyak - szivattyú - bukó (kereszt és oldal) - zsilip - csőáteresz (több is) - tározó . elterelő - szivattyú - bukó - tározó - szivattyú - bukó (kereszt és oldal) - zsilip -híd - csőáteresz (több is) -gát (nyílással,túlfolyóval) - elterelő - tározó Manning tényező függőleges változása Csak a hullámtérre kilépésnél kezd változni Mederben is változhat, de minden szelvényre ugyanaz a függvény érvényes Mederben is minden szelvényre Hullámtér kezelése Együtt a főmederrel Együtt a főmederrel Külön folyóként (akadályok, áramlási holtterek kezelése is biztosított) Kontrakció, expanzió hatásainak leírása Nincs Nincs Van Nyomás alatti vízmozgás számítás Van Nincs Van Hálózatok kezelése Igen Nem Igen Visszaáramlás kezelése Igen Nem Igen Meder leürülés kezelése Igen Nem Igen Hurkok kezelése Igen Nem Igen Vízminőség Van Van Van Hordalékmozgás Nincs Nincs Van Jégborítás hatásai Nem Nem Igen Automatikus kalibráció Nincs Van Nincs
