Vízügyi Közlemények, 1987 (69. évfolyam)

4. füzet - Bakonyi Péter: A jégtorlaszképződés numerikus modellezése

A jégtorlaszképzödés numerikus modellezése 555 Моделирование формирования ледяных заторов с применением уравнений неустановившегося движения воды Д-р БАКОНИ Петер, дипл. инженер Предлагается математическая модель для симуляции хода во времени процесса формирования затора и для гидродинамического моделирования волны паводка, формирующегося в результате образования затора. Модель основана на совместном численном решении дифференциальных уравнений Сэн-Венана (1) - (2) и уравнений равновесия толщины затора и скорости накопления льда (5) - (9). Для определения толщины равновесия затора применяется метод, предложенный Бельтаосом (Beltaos, 1982). Для моделирования шероховатости участка с ледяным покровом применяли известную зависимость Саванеева (10), которую по предложению автора привели к форме, позволяющей применение ее для участков с ледоходом. Модель применялась для среднего течения р. Дуная. На рисунках 2-5, приведенных для примера, хорошо видно, что модель пригодна для расчета хода уровней и расхода воды ниже и выше створа затора, а также для определения минимума и максимума этих значений. При дальнейшем развитии модели целесообразно дополнить ее такой системой граничных условий, при которых по машинной программе можно автоматически определить участки, наиболее опасные с точки зрения формирования заторов, и в случае необходимости вести расчет по нескольким заторам. Дальнейшие проблемы, которые следует решать, - это учет метеорологических факторов (температура воздуха и ветер), поскольку за 100-200 часовой период симуляции погодные условия подлежат значительным изменениям. В легко размывающихся аллювиальных руслах дальнейшим условием применения модели является учет углубления русла в нижнем бьефе затора. • * * Numerical modeling of the development of ice-jams by Dr. P. BAKONYI, С. E. A mathematical model is presented by the author to simulate the development of ice-jams and to describe hydrodynamically the flood-waves propagated thereof. The model is based on a simultaneous numerical solution of the differential equations of SaintVenant (Eqs. 1 and 2), and of Eqs. 5 to 9 for the determination of the jam's equilibrium thickness and the velocity of its development. Thickness of equilibrium has been determined on the basis of a method recommended by Beltaos (1982). Roughness of the ice-affected stretch was calculated by the well-known relationship (10) of Savaneev modified by the author for use over stretches covered by drifting ice-floes. The model was applied to the middle-section of the Danube in Hungary. Figs. 2 to 5 are good proofs to verify the capacity of model use: it was adequately suitable to calculate the changes in discharge upstream and downstream to the ice-jam, moreover, to determine maximum and minimum discharges. It would be useful to supplement the model with a system of conditions that would help the program to locate automatically the dangerous sites for ice-jam development, or to describe simultaneously more processes of ice-jam development. A further problem to be solved would be the taking into consideration of some meteorological factors like temperature and wind. These are usually subdued to considerable changes during the 100 to 200 hours of simulated periods. Over alluvial river-beds it is another factor that should be taken into account: river-bed erosion, downstream to the ice-jam.