Mozgó csapadékfront hatása a csapadékcsatorna hálózaton lefutó árhullámokra

Mozgó csapadékfront hatása a csapadékcsatorna hálózaton lefutó árhullámokra

Varga Laura MSc I. évf.

Konzulens: Dr. Buzás Kálmán, Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék

A csapadékmozgás jelentős mértékben befolyásol/hat/ja az egyesített rendszerű és a csapadékcsatorna hálózatok működését, a levonuló árhullámokat. A tradicionális tervezési módszerekben feltételezik, hogy a csapadék az összes részvízgyűjtőre azonos időpontban érkezik meg. Azonban ez az egyszerűsítés, azaz a csapadék mozgásának figyelmen kívül hagyása csökkenti a szimulációs eredmények pontosságát.

A vizsgálat első részét egy fiktív városi vízgyűjtő területen és a hozzátartozó egyesített rendszerű csatornahálózaton végeztük el. A szimulációkat az SWMM 5.0 szoftverrel, a csapadék események mozgási irányának és sebességének változtatásával hajtottuk végre. Három modellcsapadékot mozgattunk a vízgyűjtő terület felett három különböző sebességgel, hat különböző irányba. Ennek a módszernek az eredményeit hasonlítottuk össze az álló csapadékkal végzett szimulációk eredményeivel, a hálózat kifolyási pont előtti csatornaszakaszán. Megállapítható, hogy a csapadékmozgás a választott vízgyűjtőn, illetve annak csatornahálózatában jelentős hatást gyakorol a csatornahálózatban levonuló árhullámokra. A mozgás irányától függően az álló csapadékhoz képest nagyobb, illetve kisebb maximális vízhozamok jöttek létre. Kimutatható, hogy a front mozgási pályái közül a végponti árhullám-csúcsra a hálózat fő lefolyási tengelyével párhuzamos pályán mozgó csapadéknak van a legnagyobb hatása. A hatás növekszik a csapadék időtartamának és a front mozgási sebességének csökkenésével, illetve az intenzitás növekedésével. Ha pedig az ilyen pályán a front mozgási sebessége harmonizál a hálózati lefolyás átlagos sebességével, az árhullám-csúcs megváltozásának szélső értékeihez jutunk. A hálózati lefolyás és a csapadékmozgás irányának azonossága esetén a legnagyobb növekedés, míg az ellentétes iránynál a legnagyobb csökkenés állt elő. A lefolyó víztérfogatokra a csapadékmozgás irányának és sebességének nem volt szignifikáns hatása. Továbbá feltételeztük, hogy a hatások számszerű mértékében a vízgyűjtő méretének és alakjának is szerepe lehet. Ezért a vizsgálat második részében azonos területű és egyéb paraméterű, de különböző, egyszerűsített alakkal rendelkező vízgyűjtőkön végeztünk vizsgálatokat. Vízgyűjtő alakonként hasonló, de nagyságrendjében eltérő jelenségeket figyeltünk meg.

Megállapítható tehát, hogy a hagyományos tervezési módszerekben a csapadékmozgás folyamatának figyelmen kívül hagyása az árhullám-csúcsok alul-, illetve felülbecsléshez vezethet, amely a csatornahálózatokban kapacitásproblémákat okozhat. Felléphetnek olyan csapadék események, amelyek előidézhetik a csatornahálózat túlterhelését, kiöntését. Az anyagi károkon túl egyesített rendszerű hálózatok esetén a szennyvíz kiömlése egészségügyi gondok forrása is lehet.

szerző

• 
  Varga Laura
  építőmérnöki
  nappali

konzulens

• 
  Dr. Buzás Kálmán
  , Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék

helyezés