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

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 2016.12.19. 1/22

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 2016.12.19. 2/22

A Duna Szabadság zátony revitalizációja kapcsán tervezett műszaki beavatkozások hidrodinamikai modellvizsgálata Abonyi Csaba Folyamszabályozási osztályvezető, ADUVIZIG 2016.12.19. 3/22

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 2016.12.19. 4/22

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 2016.12.19. 5/22

6.00 Modell eredmények értékelése: Mellékágban 5.00 felvett keresztszelvényen bemutatva: 1+000 Kisvízi és a mederképző vízhozam tartományában 4.00 Mellékágba jutó vízhozam változásai q [m2/s] 3.00 2.00 Mellékágba jutó fajlagos vízhozam 1. Változat: mederképző 2. Változat: mederképző 10% q0k q0mk q1k q1mk q2k q2mk 1.00 0.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 2016.12.19. távolság a bal parttól 8/22 [m]

Modell eredmények értékelése: Mellékágban felvett keresztszelvényen bemutatva: 1+000 Kisvízi és a mederképző vízhozam tartományában Áramlási sebességek változása a mellékágban Mellékágban kialakuló sebességek értéke a főmeder 60-70%-a 2016.12.19. 9/22

Modell eredmények értékelése: Mellékágban felvett keresztszelvényen bemutatva: 1+000 Kisvízi és a mederképző vízhozam tartományában Áramlási sebességek változása a mellékágban Mellékágban kialakuló sebességek értéke a főmeder 60-70%-a 2016.12.19. 10/22

3.00 Modell eredmények értékelése: Mellékágban 2.50 felvett keresztszelvényen bemutatva: 1+000 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 ] 1.50 2. Változat: mederképző τ1mk 1.00 τ2k 0.50 τ2mk 0.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 2016.12.19. távolság a bal parttól 11/22 [m]

3.00 Modell eredmények értékelése: Mellékágban 2.50 felvett keresztszelvényen bemutatva: 1+000 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 ] 1.50 2. Változat: mederképző τ1mk 1.00 τ2k 0.50 τ2mk 0.00 0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 2016.12.19. távolság a bal parttól 12/22 [m]

0.015 Modell eredmények értékelése: 0.010 Felszíngörbe változások a főmederben Főmeder áramlási jellemzőinek változása Kisvízi vízjárási állapot Mederképző vízjárási állapot 0.005 Δh [m] 0.000-0.005 1448+000 1449+000 1450+000 1451+000 1452+000 1453+000 1454+000 fkm. -0.010-0.015-0.020 Szabadság sziget 2016.12.19. 13/22

MAGYAR HIDROLÓGIAI TÁRSASÁG XXXIV. ORSZÁGOS VÁNDORGYŰLÉS Debrecen Dunaföldvár Paks (1560 1530 fkm) Duna szakasz folyószabályozási tervezésének támogatása hidrodinamikai modellekkel Göttlinger István Építőmérnök 2016.12.19. 10/22

Dunaszakasz bemutatása Dunaföldvár: Vízmérce helye: 1560+600 fkm 0 pont magasága: 88,86 m B.f. HKV: -116 cm LNVH: 550 cm Dunaföldvár Hajózási akadály Paks: Vízmérce helye: 1531+300 fkm 0 pont magasága: 85,38 m B.f. HKV: 7 cm LNVH 718 cm Paks 2016.12.19. 15/22

Dunaszakasz bemutatása Solt felső gázló: 1558+600-1557+500 fkm Hossza: 1000 m Szélessége: 100 m Középzátony jelleg Solt alsó gázló: 1555+800 1554+600 fkm Hossza: 1200 m Szélessége: 100 m Elszélesedő meder jelleg 2016.12.19. 16/22

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 2016.12.19. 17/15

89.00 Hidraulikai modell felépítése 88.50 Vízfelszín rögzítés: 2015.08.18. 88.00 Terepmodell készítése: DTM TIF 87.50 2D lefolyási terület kijelölése: 87.00 Háló generálása: 25x25 m 86.50 Határfeltételek megadása 85.50 Modell kalibrációja: Mederérdességi tényező alapján: n = 0,0195 89.00 88.50 88.00 87.50 87.00 86.50 86.00 85.50 Rögzítés helye [fkm] 85.00 Vízfelszín rögzítés: 2015.08.18. 1560.60 1560.00 1559.00 1558.00 1557.00 1556.00 1555.00 1550.00 1547.00 1546.00 1545.00 1544.00 1538.00 1537.00 1534.00 1532.60 1532.45 1532.00 1531.30 Vízfelszín - [m Bf.] 86.00 85.00 Rögzítés helye [fkm] 15.08.18. 1. próba: 2. próba: 3. próba: 4. próba: 5. próba: 15.08.18. 1. próba: 2. próba: 3. próba: 4. próba: 5. próba: 1560.60 1560.00 1559.00 1558.00 1557.00 1556.00 1555.00 1550.00 1547.00 1546.00 1545.00 1544.00 1538.00 1537.00 1534.00 1532.60 1532.45 1532.00 1531.30 Vízfelszín - [m Bf.] 2016.12.19. 18/22

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: 2016.12.19. 19/22

Hidraulikai modell futtatásának eredményei Áramlástanilag szükségtelen műtárgyak meghatározása 2016.12.19. 20/22

Hidraulikai modell futtatásának eredményei Vezetőművek és sarkantyúk kialakítása a modellben 2016.12.19. 21/22

1.6 4 Hidraulikai modell futtatásának eredményei Vízfelszín rögzítés: 2015. augusztus 18. 3.5 1.4 Solt Felső gázló esetében: 1.2 3 Solti Solti felső: felső: 1557+424 Velocity Depth- -2015.08.18. Eredeti Eredeti állapot állapot Solt-felső-teljes Solt-Teljes Velocity Value [m/s] [m] 2.51 0.8 2 1.5 0.6 0.4 1 0.5 0.2 Vízsebesség változás: Vízmélység változás: 0,97 1,09 m/s (17 cm) 0 0 100 200 300 400 500 600 [m] 2016.12.19. Station [m] 22/22

1.83 Hidraulikai modell futtatásának eredményei Vízfelszín rögzítés: 2015. augusztus 18. 1.6 2.5 Solt Alsó gázló: 1.4 Solti alsó: 1554+759 Velocity Depth - 2015.08.18. - Velocity Value [m/s] [m] 1.2 1 1.5 0.8 0.61 0.4 0.5 0.2 Eredeti állapot Solt-alsó-gázló Eredeti állapot Vízsebesség Solt-alsó-gázló változás: 1,42 1,46 m/s Vízmélységváltozás: (3 cm) 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 2016.12.19. Station [m] 23/22

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: 1557+424 Velocity Solt felső: - 2015.08.18. 1557+424 Velocity - 2015.08.18. Eredeti állapot Solt-felső-teljes Solt-teljes Velocity [m/s] 1.65 1.05 Solt Alsó gázló esetében: 1.55 Legkedvezőbb 1 hatás: Solt-teljes (Gázló hossz-szelvénye mentén) 1.45 0.95 1.35 0.9 1.25 0.85 0 0 100 200 200 300 400 400 500 600 600 800 700 800 1000 900 2016.12.19. Station [m] 24/22

Beépítés előtt ~ 1920 m 3 /s Beépítés után 2016.12.19. 25/22

2016.12.19. KÖSZÖNJÜK MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET!