Nyilvántartási szám:
18/10
Témavezető neve:
Témavezető e-mail címe:
kramer.tamas@emk.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése:
A kutatási téma tárgya a mérsékelt térfogatú és vízgyűjtőterületű földgátas dombvidéki víztározók alatti árvízi veszély.
Ugyan a földszerkezetű duzzasztógátak nem a legmagasabbak a világon, fontosságukat az adja, hogy messze ez a leggyakoribb gátszerkezeti típus. A víztározó a gát lehetséges gyors tönkremenetele folytán az alvízi völgyet árvízi kockázattal fenyegeti. Az ezzel járó árvíz potenciálisan rendkívül nagy pusztítással jár, mivel a csúcsa jóval meghaladja a természetes árhullámokét. A tönkremenetelt kiválthatja a magas tározóvízszint, földrengés, az altalaj állékonyságvesztése, stb., a mechanizmusa pedig lehet a meghágott gátkorona kimosódása, hidraulikai talajtörés, vagy geotechnikai stabilitásvesztés.
A gazdasági és stratégiai fontosságából következően a duzzasztógátak kockázati elemzésének nagy a nemzetközi irodalma. Számos általános irányelvet fogalmaztak meg, ezek közül néhány egy standard, háromlépéses eljárásra épül – a kockázat azonosítása, elemzése majd kiértékelése, - és különböző részletességi szintet írnak le, egy kvalitatív becsléstől a többdimenziós kvantitív szimulációs elemzésig (pl. CNEGP SPANCOLD 2012, Bowles et al. 2013, FEMA 2015).
Alapvetően a különböző meghaladási valószínűségekhez tartozó árvízi veszély területi eloszlását numerikus szimuláción alapuló kvantitatív elemzéssel térképezhetjük fel. Világszerte összetett eljárásokat dolgoztak ki a fizikai összetevők modellezésére (terhelő események, gát tönkremeneteli módjai, a szakadási szelvény kifejlődése, árvíz terjedése a völgyben), valamint a véletlenszerűség és a bizonytalanság leképezésére (Monte-Carlo-módszerek, hibafa-elemzés, bayesi hálózatok, stb.). Ennek ellenére további kutatásokat igényel, hogy olyan modellfelépítést találjunk, amelyekkel az itt tárgyalt földgátas dombvidéki tározók esetén általában kedvező egyensúly érhető el a költség, a felbontás és a pontosság között. Ötleteket lehet venni folyók árvízvédelmi töltésrendszereinek elemzési módszereiből (pl. Dawson et al. 2005, Di Baldassare et al. 2009)
A kutatás célja olyan fizikai alapú módszertan kifejlesztése és esettanulmányokkal való igazolása, amellyel a Magyarországon jellemző hegy- és dombvidéki földszerkezetű völgyzárógátak alatt feltérképezhető az árvíz valószínűsége és veszélye. A módszertant az általánosan rendelkezésre álló adatokra kell építeni és a költségeit észszerű mértékre kell leszorítani ahhoz, hogy akár egy országos értékelésre is alkalmas legyen.
A téma meghatározó irodalma:
1. Bowles, D., Brown, A., Hughes, A., Morris, M., Sayers, P., Topple, A., Wallis, M., Gardiner, K. (2013). Guide to risk assessment for reservoir safety management. Volume 2: Methodology and supporting information. Report SC090001/R2. Environment Agency, Bristol, UK.
2. CNEGP SPANCOLD (2012). Technical guide on operation of dams and reservoirs. Volume 1: Risk analysis applied to management of dam safety, Technical guides on dam safety. Report P-8. Spanish National Committee on Large Dams, Professional Association of Civil Engineers, Spain.
3. Dawson, R., Hall, J., Sayers, P., Bates, P., Rosu, C. (2005). Sampling-based flood risk analysis for fluvial dike systems. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 19, 388-402.
4. Di Baldassarre, G., Castellarin, A., Montanari, A., Brath, A. (2009). Probability-weighted hazard maps for comparing different flood risk management strategies: a case study. Natural Hazards, 50, 479-496.
5. FEMA (2015): Federal guidelines for dam safety risk management. Document P-1025, Federal Emergency Management Agency, USA.
6. Macchione, F. (2008). Model for predicting floods due to earthen dam breaching. I: Formulation and evaluation. Journal of Hydraulic Engineering, 134(12), 1688-1696.
A téma hazai és nemzetközi folyóiratai:
1. Hidrológiai Közlöny
2. Periodica Polytechnica - Civil Engineering
3. Advances in Water Resources*
4. Water Resources Research*
5. Water*
*: Scopus
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja:
1. Pattantyús-Ábrahám, M., Tél, T., Krámer, T. & Józsa, J. (2008). Mixing properties of a shallow basin due to wind-induced chaotic flow. Advances in Water Resources, 31(3), 525-534.
2. L Jiang, A G L Borthwick, T Krámer, J Józsa (2011): Variable density bore interaction with block obstacles. International Journal Of Computational Fluid Dynamics 25:(4) pp. 223-237.
3. K Homoródi, J Józsa, T Krámer, G Ciraolo, C Nasello (2012). Identifying wave and turbulence components in wind-driven shallow basins. Periodica Polytechnica-Civil Engineering 56:(1) pp. 87-95.
4. T Krámer, J Jakab, J Józsa, J Szilágyi, P Torma (2015). Assessment of design flood levels on the Danube using probabilistic simulations, In: Proc. 36th IAHR World Congress. Hága, Hollandia, 2015.06.28-2015.07.03.
5. Torma, P. & Krámer, T. (2017). Modeling the Effect of Waves on the Diurnal Temperature Stratification of a Shallow Lake. Periodica Polytechnica. Civil Engineering, 61(2), 165.
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye:
1. Pattantyús-Ábrahám, M., Tél, T., Krámer, T. & Józsa, J. (2008). Mixing properties of a shallow basin due to wind-induced chaotic flow. Advances in Water Resources, 31(3), 525-534.
2. Torma, P. & Krámer, T. (2017). Wind shear stress interpolation over lake surface from routine weather data considering the IBL development. Periodica Polytechnica. Civil Engineering, 61(1), 14.
3. Fleit, G., Baranya, S., Rüther, N., Bihs, H., Krámer, T. & Józsa, J. (2016). Investigation of the Effects of Ship Induced Waves on the Littoral Zone with Field Measurements and CFD Modeling. Water, 8(7), 300.
4. Pattantús-Ábrahám M, Tél T, Krámer T, Józsa J (2008). A kaotikus advekció vizsgálata sekély tavakban a klímaváltozás figyelembevételével: módszertan és alkalmazás. Hidrológiai Közlöny 88:(4) pp. 40-46.
5. Torma, P. & Krámer, T. (2017). Modeling the Effect of Waves on the Diurnal Temperature Stratification of a Shallow Lake. Periodica Polytechnica. Civil Engineering, 61(2), 165.
A témavezető eddigi doktoranduszai
Csibrán Adrián Zoltán (2015/2018/)
Torma Péter (2011//2016)
Szilágyi Mariann (2017/2021/)
de Figueiredo Ferraz Gadadhara (2020/2024/)
Ntukidem Samuel (2023//)
Bálint Márton Zoltán (2020//)
Státusz:
elfogadott