Vegyes szemösszetételű folyómeder morfodinamikájának numerikus vizsgálata Műszaki Tudományi

31 OTDK, Műszaki Tudományi Szekció, 21C_Vízépítés és környezetvédelem Tagozat.

Vegyes szemösszetételű folyómeder morfodinamikájának numerikus vizsgálata

Helyezés: 2

Hallgató: Török Gergely Tihamér
Szak: Infrastruktúra-építőmérnök mesterszak, Képzés típusa: msc, Intézmény: Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Kar: Építőmérnöki Kar

Témavazetők: Dr. Baranya Sándor - adjunktus, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar ,
Dr. Rákóczi László - nyug. tud. tanácsadó, \N \N VITUKI,
Dr. Józsa János - egyetemi tanár, Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Építőmérnöki Kar

A vízfolyások mederszelvényeiben a szállított hordalék kiülepedése és a mederanyag felkeveredése lokálisan a medergeometria megváltozását okozhatja. Globálisan, nagyobb időléptékben vizsgálódva a folyók medrének áthelyeződését is eredményezheti. Ezek a folyamatok környezetvédelmi, társadalmi és gazdasági problémákat vetnek fel, ezért elengedhetetlen a folyómedrek morfodinamikai vizsgálata, hatásaik megbízható előrejelzése.
A hordalék mozgása a vízfolyás áramlási és a hordalék, valamint a mederanyag fizikai jellemzőitől függ, mint pl. a folyam hordalékmozgató ereje vagy az adott szelvény mederanyagára jellemző szemösszetétel. Laboratóriumi kísérletek és helyszíni mérések eredményei azt mutatják, hogy a hordalékvándorlás vizsgálatakor a mederanyag szemcséi között fennálló kölcsönhatások figyelembevétele szükséges. Ez különösen igaz az inhomogén szemösszetételű medrek esetén, ahol a szelektív erózió a mederfenék kisebb szemcséinek részleges, vagy teljes kimosódását, a durvább szemcséinek feldúsulását okozza. Az így átalakuló szemösszetétel a meder felszínén az úgynevezett "mederpáncélt", vagy "önburkolatot" eredményezi. Ennek a mederburkolatnak a kimosódással szembeni nagyobb ellenálló képessége nagymértékben annak köszönhető, hogy a kialakuló mederformákban a szemcsék stabilabb helyzetbe kerülnek. A mederpáncélozódás Magyarország több folyóján, pl. a Duna felső szakaszán, vagy a Rábán is megfigyelhető. Mivel a jelenség alapvetően befolyásolja a vízfolyás morfodinamikáját, nélkülözhetetlen a folyamat jellemzőinek és hatásainak minél megbízhatóbb becslése.
A folyamatosan fejlődő informatikai háttérnek és a számítógépes modelleknek köszönhetően napjainkban már nemcsak tapasztalati úton meghatározott képletekkel számszerűsíthetjük a hordalékmozgás jellemzőit, hanem lehetőség nyílt fizikai alapon, jóval nagyobb megbízhatósággal és részletességgel közelíteni azokat. A dolgozatban egy fejlesztés alatt lévő háromdimenziós áramlási- és hordaléktranszport modell vizsgálatával foglalkozom. A kutatásom célja a numerikus modell segítségével a mederpáncélozódás modellezhetőségének vizsgálata. Célom a szakirodalomból átvett vegyes szemösszetételű hordaléktranszport leírására alkalmas eljárás beépítése a felhasznált áramlási modellbe, majd a modell tesztelése egy valós Duna-szakaszra, különböző mederanyag szemösszetétel és vízjárási állapot esetére. A kutatástól a mederpáncélozódás folyamatának alaposabb megismerését, valamint a mederanyag szortírozódási folyamatának numerikus modellezhetősége felé tett első lépéseket várom.