Horizontální proudění vody v malých rybnících
Abstrakt
Tato bakalářská práce se zabývala prouděním v malých rybnících (konkrétně v rybníku Dehtář nedaleko obce Žabovřesky) se zaměřením na horizontální proudění. Jejím cílem bylo provedení terénních měření pohybu vody při hladině (pomocí námi vyvinutých zařízení vybavených GPS přístroji) za různých atmosférických podmínek a z výsledků stanovit rychlost proudění vody u hladiny v reálných podmínkách. Pro měření byly použity přístroje GPSMAP 78s, GPSMAP 60CSx a telefony MOTOROLA s aplikací GPS Logger vložené do vyvážených PVC trubek. Dalším cílem bylo vytvořit zjednodušený 3D model rybníku a pomocí programu Ansys simulovat proudění v jeho hlubších vrstvách.
Výsledkem terénního měření byly proudnice znázorňující směr proudění pro svrchní vrstvu vody. Při rychlosti větru 1-3 ms-1 za mlhavého a zataženého počasí, byla zjištěná rychlost proudění přibližně 0,025 ms-1. Při velmi nízké rychlosti větru 0-1 ms-1 za mlhavého počasí, byla rychlost proudění 0,0083 ms-1. Za proměnlivých podmínek, kdy hladina byla nejdříve mírně zamrzlá, ale následně roztála a začal foukat silnější vítr z jiného směru, byla výsledná rychlost proudění nejdříve 0,025 ms-1 (při rychlosti větru 0,7-1 ms-1) a později 0,0375 ms-1 (při větru o rychlosti 2-3 ms-1).
Výsledkem modelování v programu Ansys byly simulace proudění v zjednodušených rybnících dvou tvarů (jeden s nakloněným dnem, hloubkou 0,5-4 m a zaoblenými rohy a druhý se stálou hloubkou 2 m a s prohlubní (lovištěm) o celkové hloubce 4 m a se zaoblenými třemi rohy) při různých rychlostech (0,5; 1; 2; 4; 8 a 16 ms-1) a třech nebo čtyřech směrech větru. Obecně simulace ukázaly, že rychlost proudění roste s rychlostí větru, kdy převládající rychlost proudění byla pro všechny simulace zhruba 3 % rychlosti větru. Zároveň s hloubkou rychlost proudění klesá a voda se míchala přibližně do 95 % hloubky (do 3,8 m). Simulace také ukázaly tvorbu vírů, zde se voda pohybovala nejrychleji v místech, kde se víry dotýkaly okraje rybníku, ale v jejich středu se často tvořila místa s velmi nízkými rychlostmi proudění a relativně dlouhou dobou zdržení vody (od sedmi hodin po šest dnů).
Výsledky terénních měření a simulací v této bakalářské práci mohou přispět k pochopení procesů (například vlivu míchání vody na obsah kyslíku, planktonu a živin v různých místech) probíhajících v rybníku Dehtář. Mohou tak být základem pro následné mapování jeho cirkulačních vzorců, které mohou mít vliv na vznik a vývoj kyslíkových deficitů a na koncentrování přirozené potravy a živin v některých částech rybníku. Čímž mohou pomoci při určování vhodnosti míst například pro krmení ryb nebo pro odběr vzorků a mít tak pozitivní vliv na zlepšení hospodaření na tomto rybníku.