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 221 sában módszertanilag az alábbi térképek (mezők) elkészítése kívánatos (Józsa et al. 2000): - a hullámfront érkezésének időpontja a szakadás(ok) bekövetkezésétől számítva, - az elöntés során előforduló legmagasabb vízszintek, - az elöntés során előforduló legnagyobb vízmélységek, - a legnagyobb vízszinteknek illetve vízmélységeknek az elöntés kezdetétől számított bekövetkezési ideje, - a vízvisszahúzódás időpontja, - a vízborítás időtartama, - a vízborítás mértéke tartósságának területi eloszlása. A fenti rácshálónak és az alapegyenletek azon értelmezett numerikus közelítő megoldásának számos válfaja ismert. A digitális terep-, területhasználati és áramlási modell rácshálók legelterjedtebb és egyben legkidolgozottabb változata a derékszögű, raszter struktúrájú háló, melyen az alapegyenletek véges differencia- vagy ún. véges térfogat-elvű megoldása alkalmazott. Egy másik, a hazai gyakorlatban az előzőnél jelenleg még sokkal kevésbé kidogozott és alkalmazott megközelítési mód a háromszög-alapú rácsháló való diszkretizálás, és azon az alapegyenletek véges elem-, illetve újabban szintén véges térfogat-elvű számítása. Az elöntési folyamat időbeni változását a rácsháló csomópontjaiban diszkrét időlépésekben számíthatjuk. Ebből a szempontból alapvetően explicit és implicit számítási eljárásokat különböztetünk meg. A viszonylag kis számítási műveletigényű explicit eljárásokban az alkalmazható időlépés hosszát az áramlási jellemzőktől függő ún. stabilitási feltétel korlátozza. Az implicit módszerek műveletigénye nagyobb, de az alkalmazható időlépés nagyságát stabilitási feltételek nem korlátozzák. Korlátozzák viszont a pontossági igények, nevezetesen, hogy a gyors időbeni változásokat kellő részletességgel tudjuk leírni. Gyors változás jellemzi például a száraz terepre futó hullám frontjának környezetét, ahol mind a vízszintes terjedés, mind a függőleges vízszint- illetve vízmélység-változás jelentős mértékű; egyenlőtlen terepés/vagy érdességi viszonyok mellett pontossági szempontból mindkettő korlátot szabhat a modellszámítási időlépés hosszának. A peremfeltételeknél térünk ki részletesebben arra, hogy az alkalmazandó modellnek képesnek kell lennie olyan, az elöntés során kialakuló, ideiglenesen vagy tartósan fennálló folyamatok számítására is, mint például az alsóbbrendű védvonalak átbukással való meghágása. Ezt a helyi jelenséget a fenti egyenletektől eltérő hidraulikai összefüggésekkel, nevezetesen egy alkalmas bukóképlettel kell figyelembe venni, egészen addig, amíg a védvonal felvízi és alvízi viszonyai ezt indokolttá teszik (Krámer-Józsa 2000, Józsa et al. 2000). így érhető el az, hogy e helyeknek az elöntés folyamatában játszott szerepe a számításokban reálisan legyen figyelembe véve. Célszerű, ha a modell képes arra, hogy ezeket a feltételeket automatikusan felismerje, és ott a megfelelő számítási algoritmust foganatosítsa. Az elöntés számításának kezdeti feltételei Az elöntés szempontjából kezdeti feltételnek tekintjük az ártér állapotát a töltésszakadás bekövetkeztekor. Ez a vízborítottság szempontjából az esetek túlnyomó részében száraz terepet jelent, melyen a területhasználatnak, és azon belül leg-