hrvatski

Matematički model propagacije vodnih valova južnim krakom rijeke Gacke od ustave Šumečica do Donjeg Švičkog jezera

U ovoj je studiji izložen cjelokupni matematički model propagacije vodnih valova južnim krakom rijeke Gacke od ustave Šumečica do Donjeg Švičkog jezera. U pripremnoj fazi prikupljeni su podaci iz tehničke dokumentacije o hidroenergetskom sustavu HE Senj, podaci iz geodetskih mjerenja o južnom kraku rijeke Gacke te je u više navrata obiđen teren i snimljeno nekoliko video zapisa. Digitalizirane su državne topografske karte, podaci iz nivelmanskih knjižica, nacrti poprečnih i uzdužnih presjeka otvorenih vodotokova te je izrađen detaljan digitalni trodimenzionalni model otvorenih kanala “Tunel Lika-Gacka – čvorište Šumećica”, “Vivoza – brana Šumećica”, “Šumećica – Gornja Švica”, prirodnog korita južnog kraka Gacke od čvorišta Šumećica do Donjeg Švičkog jezera kao i čitavog okolnog zemljišta koji bi mogao biti zahvaćen poplavama. Iz tog su digitalnog modela terena izvedeni i pomoću splajn krivulja posebnih svojstava interpolirani svi geometrijski podaci o otvorenim vodotocima nužni za jednodimenzionalni matematički model, kao i stvorena složena nestrukturirana numerička mreža neophodna u dvodimenzionalnom matematičkom modelu. Postavljen je matematički model koji obuhvaća nestacionarno strujanje vode u otvorenim vodotocima, na mjestima račvanja kanala, kod preljeva, brana, mostova, utjecanja i istjecanja vode u akumulacije, jezera, more, strujanje vode pri poplavljavanju, itd. Jednodimenzionalni je model razvijen radi brzine simulacije, a dvodimenzionalni model radi detaljne simulacije poplavljivanja. Kao numeričke sheme odabrane su i primijenjene najnovije i za model plitkih voda najprimjerenije sheme: esencijalno neoscilirajuće sheme za jednodimenzionalni model i Q-sheme za dvodimenzionalni model, čime je osigurana sposobnost modela za simulaciju podkritičnog i nadkritičnog strujanja, hidrauličkih skokova, glatkih prijelaza, propagacije vodnih valova nastalih uslijed povećanog utoka u otvoreni vodotok, uslijed pucanja brana, uslijed zatvaranja ili otvaranja pojedinih zapornica ili zasuna, itd. Pri razvoju matematičkog modela dodatna je pažnja posvećena procjeni Mannigovog koeficijenta hrapavosti prema svojstvima korita otvorenih vodotokova i okolnog zemljišta i tablica eksperimentalno određenih vrijednosti poznatih iz literature. Model je utemeljen na znanstvenoj literaturi iz tog područja i analizi matematičkih modela komercijalnih računalnih programa (HEC-RAS 2.2, FLADWAV, MIKE 11, itd.). Provjerom na brojnim i klasičnim test-primjerima iz literature kao i usporedbom na istim problemima simulacije s komercijalnim računalnim programima utvrđena je visoka kakvoća razvijenog modela. Predstoji primjena razvijenog i provjerenog modela na simulaciju propagacije vodnih valova južnim krakom rijeke Gacke od ustave Šumečica do Donjeg Švičkog jezera radi nalaženja konačnog rješenja problema poplava na području Grada Otočca. Iz navedenog može se zaključiti da se izrađeni matematički model zasniva na najnovijim znanstvenim i stručnim znanjima te predstavlja značajan korak naprijed u korištenju matematičkih modela u zaštiti od štetnog djelovanja voda u Hrvatskoj i izvan nje.

otvoreni vodotok; poplavljivanje; digitalni model terena; matematički model plitkih voda

nije evidentirano