Hidrológiai Közlöny 1952 (32. évfolyam)

11-12. szám - Könyvismertetés

Hidrológiai Közlöny .'32. évi. 1952. 11 -12. sz. 42H határok miatt kerülnünk kell, legtöbbször az a helyes eljárás modellünk számításánál, hogy feladjuk a geometriai hasonlóságot annak érdekében, hogy a valósóig és a kisminta között Ibiztosítani tudjuk a hidraulikai jelenségek arányos illetve hasonló voltát. A geometriai hasonlóság feladása alatt azt értjiik, hogy a modell valamelyik geometriai méretét nem a választott arányossági tényezőnek megfelelően számítjuk át a valóságból, hanem a szabályosan átszámított érték többszörösére vesszük fel és ilymódon elérjük, hogy a vízmozgás állapota a kívánt tartományba essék, vagy hogy a hordalékmozgás kellő mérvű legyen, vagy pedig, hogy a felszíni sebesség a hullámképződlés határa fölött legyen, azaz ilymódon biztosítjuk a hidraulikai hasonlóságot. A geometriai hasonlóságnak ezt a megsértését a modell torzításának nevezzük. Az így számított. tehát torzított kisminta nem engedelmeskedik többé a klasszikus modelÜtörvényeknek. Hogy az előbb említett jelenségekben a hidraulikai hasonlóságot biztosítani tudjuk, a geometriai méretek közül torzíthatjuk az esést, a vízmélységet, vagy a felületi érdességet, esetleg ezek közül egyidejűlég többet is. A torzítás módját és mértékét mindig az a hidraulikai jeleih ség szabja meg. amelynek érdekélten a torzítást végezzük. Az ilyen módon torzított kismintán észlelt jelenségeket természetesen esetről-eselre, másmás módon kell a valóságra átszámítanunk a torzítás módjától függően és általános vélemény az, hogy a torzított modellből levont következtetések csupán a valóságban végbemenő jelenségek milyenségére, adnak választ, de mennyiségi következtetések levonására alkalmatlanok, aizaz az így nyert eredmények csupán qualitatíve helyes adatok, quanlitatíve nem helytállók. Tanulmányomban azokra a torzított modellekre kívánok átszámítási lehetőséget nyújtani, ahol a torzítás a modellhordalékmozgásnak a valóságban végbemenő jelenséghez hasonlóvá tételte céljából vált szükségessé. Az eljárást tisztán elméleti következtetések alapján vezettem le. sajnos ezirányú kísérletek végzése ezideig még nem állt módomban. A számítási módszereket és -a kísérlet végrehajtását igyekeztem úgy ösz-. szeállítani. hogy azokból mennyiségi következtetések levonása is lehetséges legyen,. A niozgőniedru kisminták torzításának szüksegessege A bevezetőül összefoglalt általános kismintatörvények és modellezési elvek ismertetése után vizsgáljuk meg, hogy milyen okok késztetnek arra, hogy a mozgómedrű hordalékos modelljeinket torzítsuk. Ezeknél a kismintáknál nemcsak a vízmozgásra jellemző mennyiségek arányos leképzéséről és átszámításáról kell gondoskodnunk, hanem ugyanezt biztosítani kell a hordalékmozgást befolyásoló tényezőkre is. 4* A görgetett hordalék útját, valamint a mozgatott hordalék keresztirányú eloszlását elsősorban a folyó helyszínrajzi vonalazása és a mélységek elhelyezkedése szabja meg. Ezért, ha a valóság és a modell helyszínrajza megegyezik és a modellkeresztszelvények alakja a valósághoz hasonló, biztosítva van a levonuló hordalék útjának azonossága. Ebből arra a következtetésre juthatunk, hogy a modellfolyó kialakításánál a helyszínrajzot sohasem szabad torzítani, a mélységi méreteket azonban a vízszintes irányban alkalmazott léptéktől eltérő méretarányban képezhetjük le, mivel a mélységeknek csupán arányos nagyságát és elhelyezkedését kell biztosítanunk. Nehezebb kérdés merül lel akkor, ha a mozgatott hordalék mennyiségének az arányosságál is biztosítani akarjuk a valóság és a kisminta között. Ilyenkor ugyanis a dinamikai hasonlóságot kell biztosítani a szemcsékre ható erők között. A geometriai hasonlóságot megtartva a kisminta mértékadó szemcseátmérője a következő összefüggésből számítható: így választott bordalék azonban a hatóerők közül csak a gravitációs erő dinamikai hasonlóságát biztosítja, azaz a Froude-törvénynek megfelelően a hosszlépték köbével arányosan képezi le az erőket. Köztudomású azonban, hogy a hordalék mozgásban a súrlódó erők is jelentős szerepet játszanak. Ezeknek a Rey n o Id s - tör vényt követő erőknek a hatását tehát a geometriailag hasonló modell eltorzítva adja. További nehézség az, hogv a kisminta szemcseátmérőjének ilyen módon történő megválasztása a szokásos kisebbítést méretek mellett kol-' loid nagyságrendű hordalékot eredményezne. A kolloid szemcsék mozgása azonban már egészen másfajta erőhatások befolyása alatt áll. mint a szemcsés hordaléké. Ilyen szemcsék esetében ugyanis a gravitációs erő mellett már előtérbe helyezkednek a tömegvonzás és a szemcsék elektromos töltéséből származó más .erőhatások. Tehát a kolloid méretű hordalék alkalmazása helyes eredményre nem vezethet. A nem kolloid tulajdonságú hordalékanyag sem alkalmas minden megkötés nélkül a kismintakísérleleinkben. .Ugyanis a finom homokok a modellben homokhullám képződésre hajlamosak. Ezeknek a barázdáknak a megjelenése pedig tönkreteheti kísérleteinket azáltal, hogy egyrészt megváltoztatja a vízmozgás jellegét, másrészt pedig magassága meghaladhatja az esetleg kelet kező zátonyok és kimosások magassági méreteit ós így a tulajdonképpen megvizsgálni kívánt jelenségek megfigyelését lehetetlenné teszi. Kramer ezirányú kísérleteiben úgy 'találta, hogy ha a barázdáknak a magassága nem ha ladja meg annak a vízmélységnek 8

c/< -át, amelynél a barázdaképződés megindul, akkor ezek a hullámok az észleléseket nem zavarják lénye-