Nenusistovėjusio vandens tekėjimo Kauno HE žemutiniame bjefe natūriniai ir modeliniai tyrimai

Abstract

Nenusistovėjusio vandens tekėjimo HE žemutiniuose bjefuose reiškiniai yra aktualūs dėl poveikio upių ekosistemoms, o HE avarijų atvejais – dėl grėsmės žmonių turtui ir net jų saugumui. Pavyzdžiui, Kauno HE avarijos atveju gali kilti realus pavojus Nemuno saloje pastatytai „Žalgirio“ arenai ir žmonių saugumui. Yra žinomas ne vienas bandymas paprasčiausiais metodais tirti ir apskaičiuoti nenusistovėjusi tekėjimą HE žemutiniuose bjefuose, tačiau pakankamai tikslių ir patikimų skaičiavimo metodų trūksta. Šio darbo tikslas – išanalizuoti charakteringus nenusistovėjusio tekėjimo atvejus Kauno HE žemutiniame bjefe, juos ištirti skaitmeniniame hidrodinamikos modelyje MIKE 21 aplinkoje ir įvertinti modeliavimo rezultatų tinkamumą praktinių uždavinių sprendimui. Išanalizavus charakteringus Kauno HE darbo režimus, kurie sukelia nenusistovėjusi tekėjimą HE žemutiniame bjefe, buvo atlikti natūriniai sinchroniniai Nemuno vandens lygių dinamikos matavimai esant ivairiems Kauno HE darbo režimams. Skaitmeniniame hidrodinamikos modelyje MIKE 21 aplinkoje buvo tiriama Nemuno hidraulinių charakteristikų dinamika tomis pat nenusistovėjusio vandens tekėjimo sąlygomis, kuriomis buvo atliekami natūriniai tyrimai. Lyginant natūroje išmatuotų ir modelyje apskaičiuotų vandens lygių dinamikos rezultatus buvo įvertintas modeliavimo metodo tikslumas ir jo panaudojimo galimybės praktinių uždavinių sprendimui. Nustatyta, kad normaliomis HE naudojimo salygomis vandens tekė jimas Nemuno upėje ties Kaunu dažniausiai yra nenusistovėjęs: potvynio bangos aukštis ties Aleksoto tiltu neviršija 1,2 m, o vandens kilimo vidutinis greitis yra iki 0,45 m h-1, šis greitis priklauso nuo bangos debito ir bangos aukščio. Skaitmeninio modeliavimo su MIKE 21 programomis rezultatai, gauti nenusistovė jusio tekėjimo sąlygomis, yra pakankamai patikimi ir gali būti panaudoti praktinių uždavinių sprendimui.