Naslov
Prilog modeliranju potencijalnih poplavnih tokova i tokova krupnozrnatog materijala u slivu Rječine
(The contribution to the modeling of the potential flood flow and debris flow propagation in the Rječina River catchment area)

Autori
Žic, Elvis

Vrsta, podvrsta i kategorija rada
Ocjenski radovi, doktorska disertacija

Fakultet
Građevinski fakultet Rijeka

Mjesto
Rijeka

Datum
13.02

Godina
2015

Stranica
281

Mentor
Ožanić, Nevenka ; Bićanić, Nenad

Ključne riječi
numeričko modeliranje; fizikalni model; metoda hidrodinamike glatkih čestica (SPH metoda); SOLFEC simulacijski program; poplave; tok krupnozrnatog i sitnozrnatog materijala; sliv vodotoka Rječine; klizište Grohovo; akumulacija Valići; hazard; rizik
(numerical modeling; physical model; Smoothed Particle Hydrodinamics method; Solver for Finite Element Computation algorithm; flash floods; debris flow; mudflow; Rječina Catchment Area; Grohovo landslide; Valići accumulation; hazard; risk)

Sažetak
Doktorski rad razmatra različite teorijske i praktične aspekte modeliranja poplavnih valova i tokova krupnozrnatog nekoherentnog (eng. Debris flow) i sitnozrnatog koherentnog materijala (eng. Mud flow, Earth flow) kao jednih od značajnijih mogućih prirodnih pojava na srednjem i donjem toku vodotoka Rječine. Rad se temelji na prikupljenim meteorološkim, hidrološkim i geotehničkim podacima, te rezultatima matematičkih i fizikalnih modela za različite scenarije kretanja poplavnih vodnih valova, propagacije toka krupnozrnatog i sitnozrnatog materijala na srednjem i donjem toku Rječine, od akumulacije Valići do urbanog dijela grada Rijeke uključujući i moguće scenarije posljedica tih aktivnosti. Metode istraživanja bazirane su većinom na ulaznim podacima sakupljenim terenskim mjerenjima na području istraživanja. Baza podataka sadrži osnovne informacije o postojećem stanju područja klizišta Grohovo i vodotoka Rječina, uključujući njihovu prirodu, veličinu, lokaciju i povijest, sve dostupne podatke o prethodnim istraživanjima (fotografije, povijesne spise, izvještaje, povratne analize područja i sl.), te podatke u realnom vremenu sa instaliranih mjernih uređaja (meteoroloških stanica, Mini i Baro Diver instrumenata, ombrografa, limnigrafa, ADCP mjerača protoka i sl.) za praćenje promjena na predmetnoj lokaciji. Metode istraživanja uključuju površinska istraživanja, podzemna istraživanja (mjerenje razine podzemnih voda na području klizišta Grohovo), 2D numeričko modeliranje poplavnih valova i tokova krupnozrnatog materijala primjenom SPH 2D simulacijskog programa na bazi SPH (eng. Smoothed Particle Hydrodinamics) metode i SOLFEC (eng. Solver for Finite Element Computation) simulacijskog programa na bazi neglatke kontaktne mehanike (eng. Non Smooth Contact Dynamics - NSCD), te GIS (eng. Geographic Information System) tehnologije. Na osnovi ulaznih hidroloških i geoloških podataka kreirani su numerički modeli tečenja nevezanog krupnozrnatog i sitnozrnatog materijala. Pri izradi numeričkih modela primijenjene su najčešće korištene empirijske metode erozijskih zakona (erozijski zakon po Egashiri, Voellmyu, Hungru), a predložen je i novi erozijski zakon. Na kraju rada su dane smjernice za analizu hazarda i rizika od djelovanja poplava te tokova krupnozrnatog i sitnozrnatog materijala na ispitivanom području. Uz pomoć dobivenih simulacijskih prikaza toka krupnozrnatog i sitnozrnatog materijala kvantificiran je vjerojatan volumen deponiranog materijala, brzine toka, dubine deponiranog materijala, kao i doseg toka takvih tipova tečenja na analiziranom području za nekoliko mogućih scenarija katastrofalnih pojava. Neki od scenarija obrađenih i analiziranih u radu vezani su za posljedice kolapsa brane Valići uslijed unosa flišne klizne mase u akumulaciju, nastanak plimnog vala i njegova propagacija prema urbanom dijelu grada Rijeke, kao i mogućnost formiranja toka krupnozrnatog materijala na srednjem dijelu toka Rječine nastalog uslijed miješanja akumulacijske vode i klizne mase nestabilnih padina. Predmetne analize omogućuju kvantifikaciju pojedinih ulaznih parametara koji iniciraju nastanak tokova krupnozrnatog i sitnozrnatog materijala. Odnosi definiranih parametara omogućuju uspostavljanje korelacija između geomorfoloških i hidrogeoloških uvjeta, te specifičnosti terenskih uvjeta s parametrima tla karakterističnim za nastanak tokova krupnozrnatog i sitnozrnatog materijala. Definiranjem kritičnih geomorfoloških i hidrogeoloških parametara tla koji uvjetuju pojavu tokova krupnozrnatog i sitnozrnatog materijala na flišnom području omogućena je procjena hazarda i mjere za ublažavanje hazarda. Pritom je provedena gruba analiza rizika na srednjem i donjem toku Rječine, pri čemu su definirani glavni elementi rizika. Dodatno su opisani uzroci mogućih nastanka analiziranih prirodnih hazarda, te smjernice za njihovu sanaciju i očuvanje od posljedica mogućih hazarda u budućnosti.

Izvorni jezik
Hrvatski

Znanstvena područja
Građevinarstvo

POVEZANOST RADA