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
2016.12.19.
Dr. Tamás Enikő Anna – Intézetigazgató főiskolai docens, Eötvös József Főiskola
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:
2016.12.19.
- 1. változat kibővítése: - Főmeder balparti sarkantyú beépítése - Mellékág kilépési szakaszán: - kőszórás partvédelem - kőanyagú fenékgát
5/22
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:
2016.12.19.
- 1. változat kibővítése: - Főmeder balparti sarkantyú beépítése - Mellékág kilépési szakaszán: - kőszórás partvédelem - kőanyagú fenékgát
6/22
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:
2016.12.19.
- 1. változat kibővítése: - Főmeder balparti sarkantyú beépítése - Mellékág kilépési szakaszán: - kőszórás partvédelem - kőanyagú fenékgát
7/22
Mellékágba jutó fajlagos vízhozam
6.00
1. Változat: mederképző Modell eredmények értékelése:
q0k
5.00 Mellékágban felvett keresztszelvényen bemutatva: 1+000 Kisvízi és a mederképző vízhozam tartományában
q0mk
4.00
q1k
2. Változat: mederképző 10%
q [m2/s]
Mellékágba jutó vízhozam változásai
q1mk
3.00
q2k 2.00 q2mk 1.00
0.00 0.00
2016.12.19.
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
távolság a bal parttól8/22 [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
Fenékcsúsztató feszültségek szelvény menti eloszlása
1. Változat: mederképző Modell eredmények értékelése:
τ0k
Mellékágban felvett keresztszelvényen bemutatva: 1+000 2.50 Kisvízi és a mederképző vízhozam tartományában
τ0mk
Fenékcsúsztató feszültségek változása a mellékágban
τ1k
τ [ N/m2 ]
2.00
τ1mk
1.50
2. Változat: mederképző
τ2k
1.00
τ2mk
0.50
0.00 0.00
2016.12.19.
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
távolság a bal parttól [m] 11/22
3.00
Fenékcsúsztató feszültségek szelvény menti eloszlása
1. Változat: mederképző Modell eredmények értékelése:
τ0k
Mellékágban felvett keresztszelvényen bemutatva: 1+000 2.50 Kisvízi és a mederképző vízhozam tartományában
τ0mk
Fenékcsúsztató feszültségek változása a mellékágban
τ1k
τ [ N/m2 ]
2.00
τ1mk
1.50
2. Változat: mederképző
τ2k
1.00
τ2mk
0.50
0.00 0.00
2016.12.19.
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
távolság a bal parttól [m] 12/22
Felszíngörbe változások a főmederben
0.015
Modell eredmények értékelése:
Kisvízi vízjárási állapot
0.010 Főmeder áramlási jellemzőinek változása
Mederképző vízjárási állapot
1454+000
1453+000
1452+000
1451+000
1450+000
1449+000
-0.005
fkm.
0.000 1448+000
Δh [m]
0.005
-0.010 -0.015
Szabadság sziget -0.020 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
Hajózási akadály
Dunaföldvár: • Vízmérce helye:
1560+600 fkm
• „0” pont magasága:
88,86 m B.f.
• HKV:
-116 cm
• LNVH:
550 cm
Paks: • Vízmérce helye:
1531+300 fkm
• „0” pont magasága:
85,38 m B.f.
• HKV:
7 cm
• LNVH
718 cm
2016.12.19.
Paks 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 390 m Solt-felső • Közelítő szabályozási vonal szerkesztése • Középvonal meghatározása • Mederképző vízhozam meghatározása • Szabályozási szélesség meghatározása
3228 m3/s
• Szabályozási művek helyszínrajzi tervezése • Szabályozási művek koronaszintjének meghat.
Solt-alsó 2016.12.19.
17/15
Vízfelszín rögzítés: 2015.08.18. 89.00
Hidraulikai modell felépítése 88.50
• Terepmodell készítése: DTM TIF 87.50
• 2D lefolyási terület kijelölése: • Háló generálása: 25x25 m
15.08.18.
Vízfelszín rögzítés: 2015.08.18.
87.00
1. próba: 2. próba:
89.00
86.50
3. próba:
88.50
• Határfeltételek megadása
4. próba: 5. próba:
Vízfelszín - [m Bf.]
88.00
86.00
85.50
• Modell kalibrációja:
87.50
15.08.18.
87.00
1. próba: 2. próba:
86.50
3. próba: 1531.30
1532.00
1532.45
1532.60
1534.00
1537.00
85.50
4. próba: 1538.00
1546.00
1547.00
1550.00
1555.00
1556.00
1557.00
1558.00
1559.00
1560.00
1560.60
• Mederérdességi tényező alapján:
1545.00
86.00
85.00
1544.00
Vízfelszín - [m Bf.]
88.00
5. próba:
2016.12.19.
1531.30
1532.00
1532.45
1532.60
1534.00
1537.00
1538.00
1544.00
1545.00
1546.00
1547.00
1550.00
1555.00
1556.00
1557.00
1558.00
1559.00
1560.00
• n = 0,0195
1560.60
85.00 Rögzítés helye [fkm]
Rögzítés helye [fkm]
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
Solti felső: 1557+424 Solti felső: 1557+424 Velocity Depth- -2015.08.18. 2015.08.18.
4 1.6
Hidraulikai modell futtatásánakEredeti eredményei Eredeti állapot állapot Vízfelszín 3.5 1.4
rögzítés: 2015. augusztus 18.
• Solt Felső gázló esetében:
Solt-felső-teljes Solt-Teljes
Velocity Value [m/s] [m]
3 1.2
2.5 1 2 0.8 1.5 0.6
Vízsebesség változás: Vízmélység változás: 0,97 1,09 m/s (17 cm)
1 0.4 0.5 0.2 0 0
0 0
2016.12.19.
100 100
200 200
300 300
Station Station[m] [m]
400 400
500 500
600 600
22/22
Solti Soltalsó: alsó:1554+759 1554+759 Velocity Depth - 2015.08.18. - 2015.08.18.
1.8 3 Hidraulikai modell futtatásának eredményei
Vízfelszín 1.6 •
2.5 Solt 1.4
rögzítés: 2015. augusztus 18.
Alsó gázló:
Velocity Value [m/s] [m]
1.2 2
Eredeti állapot 1
Solt-alsó-gázló
1.5 0.8
Eredeti állapot Solt-alsó-gázló Vízsebesség változás: 1,42 1,46 m/s Vízmélységváltozás: (3 cm)
0.6 1 0.4 0.5 0.2 0 0
2016.12.19.
50
100
150
200
250
Station [m]
300
350
400
450
500
23/22
Solt felső: 1557+424 Solt felső: 1557+424 Velocity - 2015.08.18. Velocity - 2015.08.18.
1.95
1.2 Modell eredmények összefoglalása
Eredeti állapot
1.85
1.15 Solt Felső gázlóösszefoglalás: esetében: Táblázatos Eredeti állapot Legkedvezőbb hatás: 1.75
Solt-felső-teljes
(Gázló 1.1 hossz-szelvénye mentén)
Solt-teljes
Velocity[m/s] [m/s] Velocity
Solt-alsó-gázló
1.65
1.05
Solt-teljes Solt Alsó gázló esetében: 1.55
1 Legkedvezőbb hatás:
(Gázló hossz-szelvénye mentén) 1.45
0.95
1.35
0.9
1.25
0.85
00
2016.12.19.
100
200200
300
400
400
Station [m]
500 600
600
700 800
800
1000 900
24/22
Beépítés előtt ~ 1920 m3/s
2016.12.19.
Beépítés után
25/22
KÖSZÖNJÜK MEGTISZTELŐ FIGYELMÜKET!
2016.12.19.
