Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)

7-8. szám - Juhász József–Karkus Pál: Nagyméretű csatornák gazdaságos méretezése

29Jf Hidrológiai Közlöny. 34. évf. 1954. 7—8. sz. JJJDRA.ULIKA A tanulmá

ny nagyméretű földcsatornák gazdaságosságának gyors áttekintő számítására ad újszerű módszert. Nagyméretű csatornák gazdaságos méretezése JUHÁSZ JÓpEí ÍS KA1KOS PÁL Sokszor kerülünk szembe olyan tervezési feladattal, amelynél a költségek legtekintélyesebb részét egy nagyméretű csatorna képviseli. Előfordul ez akár üzemvízcsatornás erőműnél, akár hajócsatornáknál, akár pedig öntöző főcsatornáknál. Hazai viszonyaink között mindhárom csatornafajta tervezésére sor kerülhet. Nem lesz tehát felesleges, ha ezeknek a nagyméretű csatornáknak a leggazdaságosabb méretezéséről néhány szót szólunk. A csatornák rendeltetéséből, vagy a mederanyag szemcsenagyságából rendesen elég határozottan megállapítható a maximális sebesség. A minimális sebességet a szállított víz hordaléktöménysége, a hordalék szemcsenagysága, a csatorna feliszapolódása és esetleg egyéb tényezők rendesen ugyancsak meghatározzák. Célunk, hogy e két határ közötti sebességintervallumban azután minden terepadottsághoz, illetve bevágási mélységhez meghatározzuk a leggazdaságosabb sebességet, vagyis vízszínesést. A csatornák keresztszelvényét háromféle tényező befolyásolja: a) a csatorna célja és használati módja; b) a csatorna építése; jc) a csatorna anyaga. A csatorna célja és használati módja egyrészt a vízmélységet határozhatja meg, másrészt a szélességet, esetleg mind a kettőt. Az üzemvízcsatornánál a csatorna célja rendesen nem dönti el az egyik méretet sem. A csatorna építése azonban már jelentősen beleszól a kialakításba. Egyrészt a talajvíz helyzete, másrészt a kotrópark gazdaságos, vagy lehetséges kotrási mélysége rendesen szűk — •egy-két méteres — határon belül megszabja a szelvény mélységét. A csatorna anyaga pedig a rézsűk és padkák kialakítására van elsősorban hatással és egvben eldönti a legnagyobb megengedhető sebességet is. Hajócsatornák kialakítása már kötöttebb feladat. Itt a vízmélységet meghatározza a vontatmányok legnagyobb merülési mélysége. Amennyiben vontatóhajókkal akarjuk az uszályokat szállítani, úgy ez még nagyobb mélységet követelhet. A vontatási mód hatással van .a fenékszélességre, s ezzel szoros kapcsolatban a csatorna teljes szélességére is. A csatorna építése és anyaga az üzemvízcsatornáknál már ismertetett módon hat itt is a keresztszelvény alakjára és nagyságára. Egyes esetekben azonban a megengedhető maximális sebességet nem a mederanyag, hanem a hajózás üzeme szamja meg. * A kézirat érkezésének időpontja: 1954. május 16. Ha az üzemvízcsatornát hajózásra is használjuk, akkor természetesen ennek a követelményeit is figyelembe kell venni. Az öntöző főcsatornák keresztmetszeti kiképzésére tulajdonképpen, hasonlóan az üzemvízcsatornákhoz, . csak az építés és a csatorna anyaga van hatással, amelyből egyébként a maximális megengedhető sebességet is megkapjuk. Hidraulikai szempontból ugyanazon keresztmetszeti terület mellett legelőnyösebb a félkör, illetve a félkört legjobban megközelítő trapézszelvény. Nagyméretű csatornáink, hasonlóan folyóvizeinkhez, ennél általában sokkal laposabb szelvényűek, márcsak a gazdaságos kivitelezhetőség és az állékonyság miatt is. Ezeknél tehát a minél mélyebb csatornaszelvény a hidraulikailag előnyösebb, minthogy abban kisebb esés mellett vonul le ugyanaz a vízmennyiség, mint a lapos szelvényben. Nagyméretű csatornák keresztszelvényének kialakítása tehát, az egyes típusok által meghatározott szempontok szem előtt tartásával, a legnagyobb mélységre a leggazdaságosabb. Kisebb méretű csatornáknál, ahol lehet, az optimális keresztszelvényt, vagy ahhoz közelállót, a legcélszerűbb felvenni (1. ábra). 1. ábra A méretezés első lépése: a keresztszelvény hidraulikai méretezése. Nagyméretű csatornák esetén a Szabványügyi Hivatal ajánlott szabványa és dr. Lászlóffy Woldemár javaslata szerint is Forcheimer sebességi képletével célszerű számolni: v = cflV/

2 ahol R a hidraulikus sugár, I a vízszínesés. A sebességi együttható (c) értékét táblázatokból vehetjük, de többszáz m

3/sec-os vízszállítású csatornánál az érdesség (mederanyag) figyelmen kívül hagyásával általában számolhatunk c = 32 értékkel. A keresztszelvényt a kiválasztott vízmélység mellett különböző sebességekre, tehát különböző szelvényterületekre és szelvényszéles-