Hidrológiai Közlöny, 2018 (98. évfolyam)
2018 / Különszám - SZAKCIKKEK - Fleit Gábor, Baranya Sándor, Józsa János: Hajók keltette hullámzás hatásának feltárása terepi mérési és számítógépes modellezési eszközökkel a litorális zónában
22 Hidrológiai Közlöny 201B. 98. évf. különszám Hajók keltette hullámzás hatásának feltárása terepi mérési és számítógépes modellezési eszközökkel a litorális zónában Fleit Gábor, Baranya Sándor, Józsa János Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék, 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3. (E-mail: fleit.gabor@epito.bme.hu , baranya.sandor@epito.bme.hu , jozsa.janos@epito.bme.hu ) Kivonat A hajók keltette hullámzás ökológiai szempontból kedvezőtlen hatásai már megfogalmazódtak a témát gondozó szakértőkben, azonban a jelenséghez köthető biotikus és abiotikus paraméterek feltárása és összekapcsolása még nemzetközi szinten is újszerű. Jelen tanulmány keretein belül egy dunai esettanulmányon keresztül vizsgáljuk a hajók által keltette hullámok partközeli áramlásra kifejtett hatásait. A korszerű műszerekkel végzett, nagy időbeli felbontású nyomás-, illetve háromdimenziós sebességméréseket újszerű adatelemzési eljárással értékelve részletes képet kaphatunk a hullámzások áramlástani hatásairól, továbbá lehetőségünk van számítógépes modellek felépítésére, paraméterezésére és ellenőrzésére is. A számítógépes modellekkel ki nem mért, vagy ki nem mérhető állapotok is vizsgálhatóvá válnak. Eredményeink alapján külföldi tanulmányok mintájára bemutatjuk a hidrológiai és biológiai paraméterek összekapcsolásának lehetőségét. Kulcsszavak hajóhullámok, Duna, terepi mérés, numerikus áramlásmodellezés, élőhely-hidraulika Investigation of ship induced waves in the littoral zone by means of field and computational methods Abstract The negative effects of ship induced waves on the littoral ecosystem had already been realized, however, revealing and connecting the relevant biotic and abiotic parameters is still considered to be a novel approach, even internationally. Herein study aims to present a methodology for assessing the hydrodynamic effects of ship induced waves in the littoral zone through a sample application in the Hungarian Danube. Field measurements conducted with high resolution acoustic velocimeters and pressure sensors coupled with up-to-date data processing methods provide with a thorough yet detailed image on the nature of such waves. Furthermore, these measurements support to properly set up, parameterize and validate numerical models, which let us examine conditions for which no measurements are available. Based on our results and some examples from the international literature, a sample application is presented on how to connect hydraulic and biologic parameters. Keywords ship waves, Danube, field measurements, CFD, ecohydraulics BEVEZETÉS A hajókkal történő teher és utasszállítás köztudottan napjaink egyik legkörnyezetkímélőbb fuvarozási formája, az esetlegesen megjelenő káros hatások vizsgálata mégis kulcsfontosságú. A vízi élőlények hajócsavarral való ütközése például súlyos mechanikai sérüléseket eredményez (Jackivic és Kuzminsk, 1973), míg a különböző olaj- és üzemanyagszennyezések egyértelmű vízminőségi problémákhoz vezethetnek. Hajózási céllal épült csatornák meglévő biogeográfiai határok megszűnését jelenthetik, melyek így szélsőséges esetben nem honos, invazív fajok térnyerése révén a biodiverzitás csökkenését is okozhatják (Nehring 2005). A folyami közlekedéshez köthető hullámesemények ideje alatt a partközeli zónákban többszörösére növekedhetnek az áramlási sebességek, mely intenzívebb parterózióhoz, valamint a sekély vizű, alacsony áramlási sebességű habitatokat preferáló élőlények (pl. halivadékok, makrogerincte lenek stb.) elsodrásához vezet (Gabel és társai 2008, Kucera-Hirzinger és társai 2008). Az áramlási sebességnövekmények, valamint a megnövekedett turbulencia következtében a partközeli zónákban jellemző, fmomfrakciójú hordalék fel is keveredhet, mely jelentősen befolyásolhatja a fény behatolási mélységét és így a fítoplankton növekedését is (Schallenberg és Burns 2004), mely a partközeli ökoszisztémák egy alapvető eleme. A hajók keltette hullámzás vizes élőlényekre és élőhelyekre gyakorolt hatásai tehát már felismerésre kerültek, azonban a releváns biotikus és abiotikus paraméterek összekapcsolása még nemzetközi szinten is gyermekcipőben jár (pl. Fleit és társai 2016, Schludermann és társai 2013). Jelen munka célja egy korszerű mérési-, adatfeldolgozási- és számítógépes modellezési módszertan bemutatása, mellyel a hajózáshoz köthető élőhelyhidraulikai vizsgálatok áramlástani oldalról történő támogatását kezdeményezzük. MÓDSZER Vizsgálati terület, terepi mérések A vizsgálati módszertan bemutatására egy Duna- szakaszt választottunk, amely jelentős hajóforgalomnak kitett és jelentős ökológiai értéket képvisel az ott megtalálható halfauna miatt. A vizsgálati terület a Duna váci ágában, Horány térségében található (1668 fkm) (1. ábra). A terepi méréseket a folyó jobb partjáról, a Szentendrei szigetről végeztük, mely ezen a szakaszon két ágra osztja a Duna vizét. Mivel a vizsgált váci Duna-ágban
