Rad ne sadrži naslov na drugom jeziku.

A numerical model for simulating freshwater and seawater flow in highly stratified estuaries was developed and validated. The governing equations for one-dimensional, two-layer, and time-dependant shallow water flow were derived from the laws of conservation of mass and linear momentum. The resulting equations are written as a system of non-linear, hyperbolic, partial differential equations. To solve this system, a finite volume method was used; specifically, a well-balanced Q-scheme for two-layer shallow water flow in channels with irregular geometry was extended to resolve additional friction and entrainment terms. Particular emphasis was placed on the selection and validation of appropriate boundary conditions and the numerical treatment of wet-dry transitions. To assess the performance of the proposed model and examine the main physical processes, a field sampling campaign was conducted during 2014-15 in the Rječina River estuary. Entrainment rates were estimated from observed salinity profiles and flow rates by a two-layer box model. Interfacial friction factors were determined by fitting the numerical results to observed salt-wedge profiles. A steady arrested saltwedge model, based on a finite difference method, was used for this purpose. When the interfacial friction factor was calibrated, the numerical results agreed favourably against field observations for both steady and variable flow conditions. The combination of field observations and numerical experiments allowed for a more detailed investigation of the main physical processes in microtidal estuaries. The salt-wedge dynamics in the Rječina River estuary depends mainly on the river flow rate, while the sea-level and channel geometry impose a second-order control. Furthermore, a strong stratification persisted under all observed flow conditions. Finally, none of the existing entrainment and interfacial friction laws proved adequate; therefore, new empirical equations were proposed.Izrađen je i validiran numerički model za simuliranje tečenja slane i slatke vode u izrazito stratificiranim ušćima. Vladajuće jednadžbe za jednodimenzijski, dvoslojni i nestacionarni tok plitkih voda u koritima nepravilne geometrije, izvedene su iz zakona očuvanja mase i količine gibanja. Rezultirajuće jednadžbe cine sustav nelinearnih, hiperboličnih, parcijalnih diferencijalnih jednadžbi, a mogu se zapisati u vektorskom obliku kao zakon održanja s izvornim članom. Za rješavanje navedenih jednadžbi koristila se metoda konačnih volumena, odnosno dobro balansirana Q-shema za dvoslojno tečenje u koritima nepravilne geometrije, koja je modificirana kako bi se uključili dodatni članovi koji opisuju trenje i vertikalno miješanje. Posebna pozornost je posvećena validiranju fizikalno relevantnog nizvodnog rubnog uvjeta, definiranog dubinom gornjeg sloja na ušću rijeke ili na mjestima naglog suženja korita. Također je riješen i problem pomicanja fronte donjeg sloja, koji u numeričkom smislu predstavlja prijelaz između suhog i mokrog dijela domene. Numerički model je verificiran za slucaj prizmatičnog korita s ravnim dnom, za koji postoje analitička rješenja te za slučaj neprizmatičnog korita, usporedbom s jednostavnijim stacionarnim numeričkim modelom temeljenim na metodi konačnih razlika, odnosno implicitnoj trapeznoj metodi. Terenska mjerenja na ušću Rječine provedena su tijekom 2014. i 2015. godine pri različitim razinama mora i protocima rijeke, pri čemu su mjerena fizikalna svojstva vode na nekoliko profila duž ušća. U tu svrhu, prvenstveno su se koristile CTD sonde koje mjere tlak, temperaturu i električnu provodljivost po dubini vode. Iz navedenih podataka izračunati su saliniteti i gustoća vode pomoću poznatih empirijskih izraza. Ulazni protoci određivali su se prema razini vode na pragu uzvodno od ušća, za koji je poznata protočna krivulja. Akustični Dopplerov strujomjer se povremeno koristio kako bi se validirali uzvodni protoci rijeke i izračunate brzine u pojedinim slojevima. Intenziteti miješanja među slojevima određeni su pomoću dvoslojnog Knudsenovog modela na osnovu izmjerenih protoka i saliniteta vode u svakom sloju. Koeficijenti trenja na razdjelnici slojeva dobiveni su metodom prilagodbe numeričkih rezultata izmjerenim dubinama haloklina duž ušca Rječine. Uz kalibrirane koeficijente trenja, poklapanja numeričkih rezultata i terenskih mjerenja su zadovoljavajuća, što ukazuje na vrlo dobru prognostičku moć predloženog modela u izrazito stratificiranim uvjetima. Kombinacija terenskih mjerenja i numeričkih simulacija omogućila je detaljniji uvid u relevantne fizikalne procese u izrazito stratificiranim ušćima. Pokazalo se kako protok rijeke ima dominantni utjecaj na dinamiku slanog klina, dok u manjoj mjeri utjecaj imaju razina mora i geometrija korita. Smanjenje protoka rijeke te podizanje morske razine može uzrokovati jači prodor slanog klina uzvodno. Također, tijekom svih mjerenja zabilježena je kontinuirana stratifikacija stupca vode, neovisno o mareografskim i hidrološkim uvjetima. Postojeći parametrizacijski modeli za intenzitet miješanja u stratificiranim sredinama nisu se pokazali dovoljno pouzdanima na ušću Rječine. Detaljnije analize sugeriraju kako je intenzitet miješanja moguće zadovoljavajuće prognozirati tek na osnovu kombinacije poznatih bezdimenzionalnih parametara toka i koeficijenta trenja. Parametrizacijski modeli za koeficijent trenja na razdjelnici pokazali su se još manje pouzdanima. Analize izmjerenih podataka sugeriraju kako se koeficijent trenja povećava s protokom rijeke, što je u suprotnosti s postojećim saznanjima. Zaključno, predloženi su novi empirijski izrazi za prognoziranje intenziteta miješanja i koeficijenta trenja na razdjelnici u izrazito stratificiranim ušćima

Numerical analysis of hysteresis in rating curves for open channel flow

For the purpose of studying the hysteresis in rating curves for unsteady flow regime in open channels, a numerical analysis of water wave propagation is performed by a numerical integration of one-dimensional (1D) Saint Venant differential equations. By applying two different boundary conditions, which are specified as the time change in water level h at the upstream boundary of the flow domain, it is shown that the downstream rating curves can obtain the same shapes in the Q-h plane. However, to emphasize the expected difference in rating curves, a third, time axis, is added. Accordingly, the rating curves obtain a spatial shape from which the dynamics of evolution in the relation between the stage h and related discharge Q can be evidenced. Apart from the description of the used numerical formulation (based on the method of characteristics), a numerical example is also presented in the support of the given statements

ESTIMATON OF MAXIMUM SHORT-TERM PRECIPITATION OVER THE RIJEKA REGION

In this paper, we considered the occurrence of extreme short-term rainfall in the region of Rijeka city, analyzed the extreme values, and commented on application of the results. We estimated the maximum precipitation amounts for different occurrence probabilities (return periods) for time intervals of 5, 10, 20, 30, 40, and 60 minutes, as well as 2, 4, 8, 12 and 24 hours, using data taken at the Rijeka meteorological station over periods of 1958–2011 and 1958–2012. Additionally, we evaluated the extremity of a heavy rainfall event that affected the city of Rijeka on September 12th, 2012. Using absolute extremes recorded for time intervals of 20 minutes to 2 hours, we accounted for precipitation peaks to calculate new intensity–duration–return period curves for Rijeka. In this way, we revised the precipitation input parameters used to plan and design urban drainage systems. This revision included significant changes for durations of 20, 30, and 40 minutes, for which the amounts recorded on September 12th, 2012 had return periods of longer than 100 years

STREAM 1D: Numerical model for predicting the salt-water intrusion in highly stratified estuaries

STREAM 1D je računalni model za prognoziranje hidrodinamičkih procesa u izrazito uslojenim uvjetima. Procesne jednadžbe izvedene su iz zakona očuvanja mase i količine gibanja za jednodimenzionalno i nestacionarno tečenje dva sloja plitkih voda različitih gustoća u koritima proizvoljne geometrije. Numerički algoritam implementiran je u Python 3.6 programskom jeziku, a temelji se na metodi konačnih volumena, odnosno dobro uravnoteženoj Roevoj Q-shemi. Model je detaljno validiran usporedbom s terenskim mjerenjima za slučaj dvoslojnog tečenja na ušću Rječine. U ovome su radu prikazane mogućnosti modela u prognoziranju duljine prodora slane vode uslijed konstantnog protoka rijeke. Uz kalibrirani koeficijent trenja na razdjelnicu među slojevima, poklapanja numeričkih rezultata i izmjerenih vrijednosti su zadovoljavajuća.STREAM 1D is a computational model for simulating hydrodynamic processes in highly stratified conditions. Governing equations are derived from the conservation laws for mass and linear momentum, for one-dimensional and time-dependent shallow water flow of two-layer of different densities and in channels with irregular geometry. The numerical algorithm is implemented in Python 3.6, and is based on the finite volume method, or more precisely on a well-balanced Q-scheme of Roe. This model was thoroughly validated by comparing the results with field measurements of two-layer flow in the Rječina River Estuary. In this work, we present the model’s capability to predict the salt-water intrusion length under constant river flow. When the interfacial friction factor between the layers is calibrated, the agreement between the numerical results and measured values is satisfactory

A Simplified Computational Model of the Sea Organ in Zadar

U ovom su radu analizirane građevinske karakteristike te hidraulički i akustički aspekti Morskih orgulja u Zadru. U tu svrhu razvijen je pojednostavnjeni računalni model koji se sastoji od dvodimenzijskog modela gibanja morske površine te algoritma za transformaciju vremenske serije oscilacija morske površine u zvučni MIDI zapis s tonovima odgovarajuće frekvencije, trajanja i jakosti. Usto je analizirana i vjetrovalna klima zadarskog akvatorija te su definirani relevantni valni parametri. Kako bi se procijenile mogućnosti računalnog modela Morskih orgulja, prikazana su dva primjera za različite smjerove i visine valova.This paper analyses the construction characteristics as well as the hydraulic and acoustical aspects of the Sea Organ in Zadar. A simplified computational model was developed for this purpose, by combining a two-dimensional model for generating surface waves and an algorithm for transforming the time series of sea-surface oscillations into a MIDI sound of a corresponding frequency, duration and intensity. Furthermore, the wind-wave climate in the Zadar channel was analysed to define the relevant wave parameters. Two examples for different wave directions and heights are presented to assess the performance of the proposed computational model