2D hidrodinamikai modellek alkalmazása a Duna alsó szakaszán a kisvízi szabályozásban

Átírás

1 MAGYAR HIDROLÓGIAI TÁRSASÁG XXXIV. ORSZÁGOS VÁNDORGYŰLÉS Debrecen 2D hidrodinamikai modellek alkalmazása a Duna alsó szakaszán a kisvízi szabályozásban Dr. Tamás Enikő Anna Intézetigazgató főiskolai docens, Eötvös József Főiskola Abonyi Csaba osztályvezető, Árvízvédelmi és Folyógazdálkodási Osztály, ADUVIZIG Göttlinger István Műszaki tanár, Eötvös József Főiskola /22

2 Navigare necesse est avagy a Duna, mint főútvonal Kisvízi szabályozás hidrológiai alapjai Globális klímaváltozás és következményei A Duna vízszintsüllyedése Dr. Tamás Enikő Anna Intézetigazgató főiskolai docens, Eötvös József Főiskola /22

3 A Duna Szabadság zátony revitalizációja kapcsán tervezett műszaki beavatkozások hidrodinamikai modellvizsgálata Abonyi Csaba Folyamszabályozási osztályvezető, ADUVIZIG /22

4 Modell készítésének célja: Élőhelyi követelményeknek való megfelelés vizsgálata Mellékágba jutó frissvíz mennyiségének meghatározása Mellékágban kialakuló mederállapotok fenntarthatóságának vizsgálata Mellékág rehabilitációjának hatása a főmeder hajózási kisvízszintjére Mellékági beavatkozás hatására kialakuló főmeder béli változások vizsgálata /22

5 Modellezés előkészítése: Tervezett állapotok modellbe történő beépítése: 1. változat: - 50m széles kotrás: DB 2004 alatt 2,0 m-rel - Mederelzárás visszabontása: 79,0 m Bf. - Feltöltés létrehozása a kotrási anyagból 2. változat: - 1. változat kibővítése: -Főmeder balparti sarkantyú beépítése - Mellékág kilépési szakaszán: -kőszórás partvédelem -kőanyagú fenékgát /22

6 Modellezés előkészítése: Tervezett állapotok modellbe történő beépítése: 1. változat: - 50m széles kotrás: DB 2004 alatt 2,0 m-rel - Mederelzárás visszabontása: 79,0 m Bf. - Feltöltés létrehozása a kotrási anyagból 2. változat: - 1. változat kibővítése: -Főmeder balparti sarkantyú beépítése - Mellékág kilépési szakaszán: -kőszórás partvédelem -kőanyagú fenékgát /22

7 Modellezés előkészítése: Tervezett állapotok modellbe történő beépítése: 1. változat: - 50m széles kotrás: DB 2004 alatt 2,0 m-rel - Mederelzárás visszabontása: 79,0 m Bf. - Feltöltés létrehozása a kotrási anyagból 2. változat: - 1. változat kibővítése: -Főmeder balparti sarkantyú beépítése - Mellékág kilépési szakaszán: -kőszórás partvédelem -kőanyagú fenékgát /22

8 6.00 Modell eredmények értékelése: Mellékágban 5.00 felvett keresztszelvényen bemutatva: Kisvízi és a mederképző vízhozam tartományában 4.00 Mellékágba jutó vízhozam változásai q [m2/s] Mellékágba jutó fajlagos vízhozam 1. Változat: mederképző 2. Változat: mederképző 10% q0k q0mk q1k q1mk q2k q2mk távolság a bal parttól 8/22 [m]

9 Modell eredmények értékelése: Mellékágban felvett keresztszelvényen bemutatva: Kisvízi és a mederképző vízhozam tartományában Áramlási sebességek változása a mellékágban Mellékágban kialakuló sebességek értéke a főmeder 60-70%-a /22

10 Modell eredmények értékelése: Mellékágban felvett keresztszelvényen bemutatva: Kisvízi és a mederképző vízhozam tartományában Áramlási sebességek változása a mellékágban Mellékágban kialakuló sebességek értéke a főmeder 60-70%-a /22

11 3.00 Modell eredmények értékelése: Mellékágban 2.50 felvett keresztszelvényen bemutatva: Kisvízi és a mederképző vízhozam tartományában 2.00 Fenékcsúsztató feszültségek szelvény menti eloszlása 1. Változat: mederképző Fenékcsúsztató feszültségek változása a mellékágban τ0k τ0mk τ1k τ [ N/m 2 ] Változat: mederképző τ1mk 1.00 τ2k 0.50 τ2mk távolság a bal parttól 11/22 [m]

12 3.00 Modell eredmények értékelése: Mellékágban 2.50 felvett keresztszelvényen bemutatva: Kisvízi és a mederképző vízhozam tartományában 2.00 Fenékcsúsztató feszültségek szelvény menti eloszlása 1. Változat: mederképző Fenékcsúsztató feszültségek változása a mellékágban τ0k τ0mk τ1k τ [ N/m 2 ] Változat: mederképző τ1mk 1.00 τ2k 0.50 τ2mk távolság a bal parttól 12/22 [m]

13 0.015 Modell eredmények értékelése: Felszíngörbe változások a főmederben Főmeder áramlási jellemzőinek változása Kisvízi vízjárási állapot Mederképző vízjárási állapot Δh [m] fkm Szabadság sziget /22

14 MAGYAR HIDROLÓGIAI TÁRSASÁG XXXIV. ORSZÁGOS VÁNDORGYŰLÉS Debrecen Dunaföldvár Paks ( fkm) Duna szakasz folyószabályozási tervezésének támogatása hidrodinamikai modellekkel Göttlinger István Építőmérnök /22

15 Dunaszakasz bemutatása Dunaföldvár: Vízmérce helye: fkm 0 pont magasága: 88,86 m B.f. HKV: -116 cm LNVH: 550 cm Dunaföldvár Hajózási akadály Paks: Vízmérce helye: fkm 0 pont magasága: 85,38 m B.f. HKV: 7 cm LNVH 718 cm Paks /22

16 Dunaszakasz bemutatása Solt felső gázló: fkm Hossza: 1000 m Szélessége: 100 m Középzátony jelleg Solt alsó gázló: fkm Hossza: 1200 m Szélessége: 100 m Elszélesedő meder jelleg /22

17 Folyószabályozási tervezés lépései Közelítő szabályozási vonal szerkesztése Középvonal meghatározása Solt-felső 390 m Mederképző vízhozam meghatározása Szabályozási szélesség meghatározása 3228 m 3 /s Szabályozási művek helyszínrajzi tervezése Szabályozási művek koronaszintjének meghat. Solt-alsó /15

18 89.00 Hidraulikai modell felépítése Vízfelszín rögzítés: Terepmodell készítése: DTM TIF D lefolyási terület kijelölése: Háló generálása: 25x25 m Határfeltételek megadása Modell kalibrációja: Mederérdességi tényező alapján: n = 0, Rögzítés helye [fkm] Vízfelszín rögzítés: Vízfelszín - [m Bf.] Rögzítés helye [fkm] próba: 2. próba: 3. próba: 4. próba: 5. próba: próba: 2. próba: 3. próba: 4. próba: 5. próba: Vízfelszín - [m Bf.] /22

19 Műtárgyak rendszerének kialakítása Sarkantyúk és vezetőművek beépítése a terepmodellbe: Arc GIS: keresztszelvények levétele HEC-RAS: műtárgyak megalkotása: HEC-RAS: Műtárgyblokkok készítése: HEC-RAS: Blokk és eredeti terep összekapcsolása: /22

20 Hidraulikai modell futtatásának eredményei Áramlástanilag szükségtelen műtárgyak meghatározása /22

21 Hidraulikai modell futtatásának eredményei Vezetőművek és sarkantyúk kialakítása a modellben /22

22 1.6 4 Hidraulikai modell futtatásának eredményei Vízfelszín rögzítés: augusztus Solt Felső gázló esetében: Solti Solti felső: felső: Velocity Depth Eredeti Eredeti állapot állapot Solt-felső-teljes Solt-Teljes Velocity Value [m/s] [m] Vízsebesség változás: Vízmélység változás: 0,97 1,09 m/s (17 cm) [m] Station [m] 22/22

23 1.83 Hidraulikai modell futtatásának eredményei Vízfelszín rögzítés: augusztus Solt Alsó gázló: 1.4 Solti alsó: Velocity Depth Velocity Value [m/s] [m] Eredeti állapot Solt-alsó-gázló Eredeti állapot Vízsebesség Solt-alsó-gázló változás: 1,42 1,46 m/s Vízmélységváltozás: (3 cm) Station [m] 23/22

24 1.95 Modell 1.2 eredmények összefoglalása 1.85 Táblázatos összefoglalás: Eredeti állapot Solt 1.15 Felső gázló esetében: Legkedvezőbb hatás: 1.75 (Gázló 1.1hossz-szelvénye mentén) Solt-alsó-gázló Solt felső: Velocity Solt felső: Velocity Eredeti állapot Solt-felső-teljes Solt-teljes Velocity [m/s] Solt Alsó gázló esetében: 1.55 Legkedvezőbb 1 hatás: Solt-teljes (Gázló hossz-szelvénye mentén) Station [m] 24/22

25 Beépítés előtt ~ 1920 m 3 /s Beépítés után /22

26 KÖSZÖNJÜK MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET!