Most az előzőekben létrehozott SZ1 felszínalatti víz modellhez adjuk hozzá a folyómodellt. Érdemes egy már létező „MIKE 11 river setup” modellt használni, mivel valamivel részletesebb, mint az előző feladat során általunk előállított „River1” feladat. A bevitel menetének leírása az alábbiakban következik.
2. 12.2.1. A szimulációs modul kiválasztása
A szimulációs előírások „Simulation Specification” párbeszédablakban jelöljük ki a „folyók és tavak” (Rivers and Lakes) lehetőséget.
Így a modell immár az „Adatok” (Data) törzsfán a „Folyók és Tavak” csoportban működik (3. ábra).
3. 12.2.2. A felszíni vízfolyás modul (River Module) csatolása
A folyók és tavak” (Rivers and Lakes) párbeszédablakban a „Tallózás” gomb használatával keressük meg a már létező sim11 fájlt.
.\Model Inputs\MIKE 11\karup.sim11
Az „Edit” gomb megnyomásával be tudunk lépni a MIKE11 felszíni vizeket ésvízfolyásokat modellező szimulációs szerkesztői programba (4. ábra).
12.2. Második lépés: A felszíni vízfolyás modul csatolása a
modellhez
27. fejezet - 12.3. Harmadik lépés: A MIKE 11 beállításainak áttekintése
1.
Ha nem végeztük el a folyómodellezési gyakorlatot, különös gonddal és figyelemmel végezzük el ezt a lépést.
Ha viszont saját folyómodellt építettünk fel az előzőekben, akkor vegyük figyelembe a különbségeket az alapértelmezett beállítás és a saját modellünk paraméterei között.
2. 9.3.1. A MIKE 11 szimulációs dokumentum tartalmának felülvizsgálata
A sim11 fájl tartalmazza valamennyi modellbeállítást, amelyek szükségesek a feladathoz. Így ebben a leckében nem szükséges felépíteni egy folyómodellt, ennek részletes leírása a MIKE11 felhasználói kézikönyvében megtalálható.
A Szimulációs szerkesztő öt ablakot tartalmaz, az alábbiak szerint (5. 6. 7. 8. 9. ábra):
A „Modellek” (Models) fülre kattintva megadhatjuk, hogy milyen részmodelleket akarunk lefuttatni (hidrodinamikai, advekció-diszperzió, ECOLab stb.) (5. ábra)
Az „Input” ablak segítségével kapcsolatokat létesíthetünk a modell bemeneti adatait tartalmazó mappákkal (6.
ábra).
12.3. Harmadik lépés: A MIKE 11 beállításainak áttekintése
Ahhoz hogy a szokványos MIKE 11 vízfolyásmodelleket a MIKE SHE programba beépítsük, és elemezni tudjuk, a következő dokumentumokra van szükség:
• folyó (csatorna) rendszer (nwk11),
• keresztszelvények (xns11),
• határfeltételek (bnd11), és
• hidraulikai paraméterek (HD11).
A „Szimuláció” (Simulation) ablakban beállíthatjuk az időegységeket, és a szimuláció időtartamát a kezdeti és a végső időpont megadásával. Mindazonáltal a MIKE SHE felülbírálhatja a vizsgált időtartam hosszát (7. ábra).
12.3. Harmadik lépés: A MIKE 11 beállításainak áttekintése
Az „Eredmények” (Results) fülre való kattintással megadhatjuk a kimenő eredményfájlok neveit, és meghatározhatjuk a kimenetek tárolási frekvenciáját. Mivel a dimamikus hidrológiai szimulációk során az időegységek a MIKE 11-ben meglehetősen rövidek is lehetnek, gyakran szükségessé válik a tárolási frekvencia csökkentése (8. ábra).
A „Start” ablak lehetővé teszi, hogy leellenőrizzük a bevitt adatokat, és kijavítsuk az esetleges adatbeviteli hibákat. Amennyiben mindent befejeztünk, innen indítjuk el a számítógépes szimulációt, a „Start” gombbal (9.
ábra).
12.3. Harmadik lépés: A MIKE 11 beállításainak áttekintése
3. 12.3.2. Az „Eredmények” (Results) könyvtár módosítása
Ahhoz hogy az új eredményeket elmentsük az „Eredmények” (Results Directory) főkönyvtárba, el kell végeznünk a .\Results\Karup\Karup.res11 aktuális eredmények könyvtár megváltoztatását is, a következő módon:
• A „Eredmények” (Results) ablakban a „Tallózás” gombot használva megváltoztatjuk a könyvtár beállításait
• Mentjük a változtatásokat.
4. 12.3.3. A felszíni vízfolyások hálózatának modellezése (Branch Network)
A Szimulációs szerkesztőablak „Bemenő adatok” (Input) táblázatában kattintsunk rá a „Network” szerkesztőben az „Edit” azaz szerkesztés gombra (6. ábra)
Minden MIKE11-re vonatkozó információ elérhető és módosítható a River Network ablakban. Amikor a Network Editor ablakban dolgozunk, akkor gyakorlatilag a MIKE11 fó szerkesztőfelületét használjuk. A felszíni vízfolyásmodellünket itt tetszésünk szerint módosíthatjuk, ill. fejleszthetjük.
Ez a folyórendszer-modell valamivel részletesebb, mint az előző feladatban kialakított modell (10. ábra).
12.3. Harmadik lépés: A MIKE 11 beállításainak áttekintése
5. 12.3.4. A folyórendszer lefolyási viszonyai (lefuttatási beállítások)
Kapcsoljuk be a folyóhálózat táblázatos megtekintése lehetőséget, ezt kétféleképpen tehetjük meg:
• Válasszuk ki a Nézet (View) lehetőséget a fő menüsorból, vagy
• Használjuk a Kontroll-t billentyűkombinációt a grafikus megjelenítés ablakban, és megjelenik a hálózat táblázatos megtekintése (11. ábra).
12.3. Harmadik lépés: A MIKE 11 beállításainak áttekintése
Vegyük észre, hogy a folyóágak (Branches Dialogue) párbeszédablakban a mellékág típusának a Kinematic Routing változat van beállítva a rendszer valamennyi tagjára (Branch Type).
A szabályos elágazások esetében a vízszint a Saint-Venant egyenlet alapján kerül kiszámításra (kinematikai, diffúziós és dinamikus hullámokra vonatkozó matematikai formulák szerint). A részletes szimulációk esetében javasolt a szabályos (Regular) lehetőség választása.
Mindazonáltal, néha célszerűbb lehetőség, hogy egy egyszerűsített lefolyási formulát használjunk, pl. amikor a folyóvíz zavartalanul vonul le a folyón, és nincs visszaduzzasztás. Ebben az esetben az aktuális vízállások nincsenek belevonva a számításokba.
Ilyenkor a modell a számított vízállásokat adja meg, amelyek a keresztszelvények geometriája és a vízhozam alapján kerülnek visszaszámolásra.
Ennek a lefolyási modellnek fő előnye az, hogy gyorsan kiadja az eredményeket. Kevesebb adatot kíván meg, matematikailag stabilabb, és amennyiben szükségünk van rá, nagyon hosszú idősorokat is tudunk modellezni.
A hátrány az, hogy a számított vízállás idősorok kevésbé pontosak, mint a mért adatok, azon kívül a hidrodinamikai kölcsönhatások nincsenek figyelembe véve.
A vízszintek kiszámításában csak a mederben lefolyó vízmennyiség, és annak időbeli változásai szerepelnek.
Mi is kombinálhatjuk a különböző megközelítő számításokat, például egyszerű kinematikai lefuttatási technikákat alkalmazva a felső folyás, valamint a nagyobb esésű mellékágak esetében, míg az alsó folyás, és a kis esésű ágak esetében a hidrodinamikai kölcsönhatásokat is figyelembe vevő „dynamic wave” futtatásokat alkalmazva.
6. 12.3.5. A lefuttatás beállításai
A kinematikai lefuttatás „Kinematic Routing Method” párbeszédablakban most nem kell semmilyen paramétert meghatározni, az alapbeállításokkal dolgozunk.
Ebben az esetben a modell a következő beállításokkal dolgozik:
• A Manning-féle egyenlet alapján számítja a vízszinteket, feltételezve, hogy a vízszintváltozások, velük az energiaesés megegyezik a meder átlagos esésével, amelyet a keresztszelvények geometriai adataiból származtat. Ebben az esetben HD11 alapbeállítása a Manning- féle számra M=30, a mederérdességi tényező n=1/M azaz1/30.
• A „nincs vízhozam átalakulás” (No-Discharge Transformation) lehetőséget használja, ami azt jelenti, hogy a főág és a belépő ágak vízhozamai a lefolyás során egyszerűen összeadódnak, és szállításuk a torkolat irányában azonos időléptékekben történik (12. ábra).
12.3. Harmadik lépés: A MIKE 11 beállításainak áttekintése
• A Muskingum módszerekkel tompítja a tetőző vízhozamok levonulását a mederben, ez abban az esetben szükséges, amikor az árhullám levonulása sokkal hosszabb ideig tart, mint mint a modellezés időegysége.
Például, a nagy folyóhálózatokban napokig, sőt hetekig is eltarthat egy nagyobb áradás levonulása a forrásvidéktől a torkolatig.
• A gyakorlatban a saját modellünk folyóágainak további pontjain szükség szerint megváltoztathatjuk a futtatási paramétereket, ha ezt a befolyások, elfolyások, vízkivételek stb. indokolttá teszik.
Ebben a feladatban a legegyszerűbb modellparamétereket alkalmazzuk. Így bármilyen oldalirányú hozzáfolyás vagy vízelvezetés esetében az ár levonulása azonos időléptékekben
Ebben az esetben a MIKE SHE nyomon követi és megtartja a levonuló víztömeget, azaz nem veszi figyelembe a felszín alatti vizekkel való transzportfolyamatokat, így az elszivárgást sem
7. 12.3.6. A MIKE SHE és a MIKE 11 összecsatolása
Ebben a párbeszédablakban megadhatjuk, hogy a MIKE 11 folyó, ill. csatornarendszer mely ágait akarjuk csatlakoztatni a MIKE SHE modulhoz (13. ábra). A modellezésbe bevonhatjuk az egész vízgyűjtő hálózatot, annak egy részvízgyűjtőjét vagy akár csak egyetlen folyóágát is.