2013. 09. 19. Győr
A numerikus modellezés alapjai és alkalmazások a hazai gyakorlatban
Árvizek 1D+2D modellezése folyóvölgyekben Liptay Zoltán Árpád, DHI
Tartalom • Mederbeli és hullámtéri/ártéri lefolyás széles térbeli skálája és jellemző összetettsége • Az árvízi lefolyás 1D és 2D leírásmódja, ezek előnyei és hátrányai • A 1D és a 2D modellek szoros összekapcsolása minden számítási lépésben • Gyakorlati árvízi alkalmazás a MIKE Flood szoftverrel
1D modellek
1D modellek
1D modellek
Mederbeli és hullámtéri/ártéri lefolyás széles térbeli skálája és jellemző összetettsége • Széles ártéren meanderező folyók
Mederbeli és hullámtéri/ártéri lefolyás széles térbeli skálája és jellemző összetettsége • Széles ártéren meanderező folyók
Mederbeli és hullámtéri/ártéri lefolyás széles térbeli skálája és jellemző összetettsége • Széles ártéren meanderező folyók
Mederbeli és hullámtéri/ártéri lefolyás széles térbeli skálája és jellemző összetettsége • Övzátonyokkal, nyárigátakkal és mellékágakkal szabdalt hullámtéri domborzat, egyenlőtlen eloszlású terepérdesség
Mederbeli és hullámtéri/ártéri lefolyás széles térbeli skálája és jellemző összetettsége • Övzátonyokkal, nyárigátakkal és mellékágakkal szabdalt hullámtéri domborzat, egyenlőtlen eloszlású terepérdesség
Mederbeli és hullámtéri/ártéri lefolyás széles térbeli skálája és jellemző összetettsége • Duzzasztóművek, hidak és egyéb műtárgyak
Mederbeli és hullámtéri/ártéri lefolyás széles térbeli skálája és jellemző összetettsége • Övzátonyokkal, nyárigátakkal és mellékágakkal szabdalt hullámtéri domborzat, egyenlőtlen eloszlású terepérdesség
Mederbeli és hullámtéri/ártéri lefolyás széles térbeli skálája és jellemző összetettsége
Mederbeli és hullámtéri/ártéri lefolyás széles térbeli skálája és jellemző összetettsége
Az árvízi lefolyás 1D és 2D leírásmódja Az 1D modell előnyei: •
1 dimenziós mederbeli áramlások pontos leképezése;
•
2D modellekhez képest kevesebb számítási pont, azaz rövidebb számítási idő;
•
Eredmények könnyű és gyors kinyerése, értelmezése.
•
Összetett műtárgyak
Az 1D modell hátrányai: •
Terepi lefolyási viszonyokat előre ismerni kell;
•
2D modellekhez képest időigényesebb a modellépítés;
•
Szelvényátlagolt áramlás, nincsenek részletes eredmények a hullámtéren.
Alkalmazható: •
Ahol nem fontos az áramkép és a vízmélységek pontos ismerete;
•
Több összetett műtárgy esetében;
•
Ahol fontos a rövid számítási idő (pl. előrejelzés).
Az árvízi lefolyás 1D és 2D leírásmódja A 2D modell előnyei: •
Szimuláció az áramkép előzetes ismerete nélkül;
•
Rohanó vízmozgás számítása (nagy sebességek);
•
Rugalmas cellafelbontás a modellen belül;
•
Részletes vízsebesség, vízmélység, stb. eredmények a hullámtéren;
A 2D modell hátrányai: •
Finom cellafelbontást igényel a mederben, hogy az áramlást pontosan leképezhesse.
•
Nagyobb számítási igény, mint az 1D modell esetében.
Alkalmazható: •
Ahol részletes vízsebesség és vízmélység eredményekre van szükség;
•
Ahol nem ismerjük az áramképet;
•
Ahol a mederbeli áramlás leírható a számítási rácshálóval.
Az árvízi lefolyás 1D és 2D leírásmódja 1+2D előnyei: •
Az 1D és 2D modellek előnyeinek kihasználása;
•
Cellaméret alatti jellemzőket pontosan reprezentálhat.
•
Használható ártereken, utcákon, folyókon, partvidékeken, stb.
•
Kombinálja az 1D és 2D eredményeket.
1+2D hátrányai: •
Két modellt kell felépíteni és kezelni;
Alkalmazható: •
Ahol 2D leírás szükséges az ártereken;
• Ahol elengedhetetlenek az 1D modell funkciói (összetett műtárgyak, töltésszakadás, 1D mederleírás).
MIKE BY DHI – Modelling the World of Water
MIKE FLOOD 1D, 2D vagy mindkettő?
Modellek
Alkalmazás
X
X
X X
: Alkalmazható
: Részben alkalmazható
X
: Nem alkalmazható
X
MF - MIKE 21 bevezetés MIKE 21
2D Modellrendszer öblök, partvidékek, tengerek és árterek modellezéséhez
© DHI
MF - MIKE 21 bevezetés ALKALMAZÁSI TERÜLETEK Sokrétű 2D Modell Platform MIKE 21 HydroDynamic (HD) modul a MIKE 21 rendszer alapja.
További modulok: • • • • •
Advection Dispersion Sediment Transport Water Quality Waves and Winds Ecological Modelling
© DHI
MIKE 21 HD - Bevezetés Matematikai háttér
• A numerikus megoldás a választott hálótípustól függ: − Flexible Mesh − Derékszögű Rácsháló (és beágyazott) − Görbeoldalú (folyami alkalmazás)
© DHI
The MIKE FLOOD concept
Részletes ártéri modellezés
1+2D Kapcsolatok– Egyszerű kapcsolat “Standard links”
2-D modell
Kapcsolódási pont
1-D modell
1+2D Kapcsolatok - műtárgyak Structures
Műtárgy kapcsolat: kisléptékű műtárgyak beépítése a durva 2D rácshálóba
Műtárgy leírása a tényleges geometriával
1+2D Kapcsolatok – Vonalmenti kapcsolat Line-Area Coupling Áramlás bukóképlettel leírva minden számítási pontban
MFKapcsolatok - Introduction to MIKE FLOOD 1+2D – Vonalmenti kapcsolat
© DHI
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Adatok:
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Adatok:
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Adatok:
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Terepi bejárás
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Modellépítés (1D)
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Modellépítés (2D)
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Modellépítés (2D)
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Összekapcsolás
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Összekapcsolás
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Eredmények (1D)
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Eredmények (2D)
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Eredmények
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Átadott eredmények
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Átadott eredmények
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Átadott eredmények
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Átadott eredmények
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Átadott eredmények
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Átadott eredmények
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Átadott eredmények
Gyakorlati példa Development of flood hazard and flood risk maps for river basin areas of Upper Vltava, Berounka and Lower Vltava – Cesky Krumlov Átadott eredmények
