Hidrológiai Közlöny 1955 (35. évfolyam)

11-12. szám - Kovács György: Az árhullámok levonulására jellemző hidrológiai mennyiségek meghatározása

Kovács Gy.: Árhullámok levonulása Hidrológiai Közlöny 35. évf. 1955. 11—12. sz. lf.03 2. A levezetés során tett közelítésnek összefoglalása Hidraulikai levezetések során -— különösen akkor, ha természetes vízfolyások törvényszerűségeit kívánjuk hidraulikai formába önteni — több-kevesebb elhanyagolást kell tennünk, közelítéseket kell alkalmaznunk. Ezek összefoglalása azért célszerű, mert ilyen módon meghatározhatjuk az elméletnek adott feladattal kapcsolatban történő alkalmazása esetén a kapott eredmények megbízhatóságát, az elkövetett hiba mértékének lehetséges maximumát, az elmélet továbbfejlesztése esetén pedig összefoglalva magunk előtt látjuk azokat a pontokat, ahol az eljárás finomítható. Ennek megfelelően foglaljuk össze azokat a közelítő feltételezéseket, amelyeket a levezetés során alkalmazni kívánunk. A levezetés alapját az 1' és 2' differenciálegyenletek képezik. Az egyenleteknek ez az alakja máris több közelítést tartalmaz. Feltételeztük, hogy a vízmozgás a gázlók és teknők sorozataként kialakuló, szaggatott fenekű természetes vízfolyás helyett olyan idealizált mederben történik, amelynek fenékszintje állandó és meghatározott i esésű. Ez a feltevés csak mesterséges csatornákon teljesül. Természetes vízfolyásokon a fenékesést jól helyettesíthet jük azzal az eséssel, amely permanens vízriiozgás esetén a víz felszínén kialakul. Az így meghatározott virtuális fenékesés ugyanazon a szakaszon sem állandó, a vízhozammal együtt változhat. Ennek oka az, hogy a természetes vízfolyáson a vízhozam változatlansága esetén sem alakul ki egyenlő sebességű áramlás. Árvízi szűkületek nagyvizek esetén visszaduzzasztanak a fölöttük lévő szakaszokra, a szűkületben viszont nagy eséssel folyik le az árvíz. Ugyanígy a gázlók fölött duzzasztott, alattuk pedig leszívott szakasz alakul ki. Mellékfolyók betorkollása is módosíthatja a különböző vízhozamokhoz tartozó permanens szintek esését. Ilyen módon tehát a természetes vízfolyások felszíne permanens mozgásállapot esetén is duzzasztási és süllyedési görbék sorozatából áll. Mivel azonban a felszín kialakulását más tényezők határozzák meg kisvizek idején és mások árvizeknél, a permanens állapothoz tartozó és virtuális fenékesésül elfogadott vízszintesés a vízhozam és ezzel együtt a vízmélység változásával ugyancsak változhat. Virtuális fenékesés értékek 1. táblázat Vízhozam m

3/sec A virtuális fenékesés értéke I cm/km a Tisza Vízhozam m

3/see A virtuális fenékesés értéke I cm/km a Duna Vízhozam m

3/sec tokaji rázompusztai polgári tiszabői Vízhozam m

3/see nagymarosi sztálinvárosi Vízhozam m

3/sec s z e 1 v é n y é b e n Vízhozam m

3/see s z e 1 v ó n y é b e n 200— 300 5,5 2,4 6,4 9,3 1000 6,0 500— C00 5,2 2,5 0,4 7,5 1500 6,3 9,4 000—1000 4,2 2,9 6,1 6,3 7,2 2000 7,0 8,9 1300—1500 4,0 2,8 6,1 6,3 7,7 2500 7,0 8,9 4,0 2,8 3000 7,0 8,9 4000 7,7 8,9 5000 7,7 8,9 6000 7,7 8,9 A változás mértékének a szemléltetésére az 1. táblázatban összefoglalva közlünk néhány tiszai és dunai vízmérce szelvényére számított virtuális esésértéket a vízhozam függvényében. A táblázat adataiból láthatjuk, hogy a szelvényen belül az eltérés legnagyobb értéke 20% körül mozog. Megállapíthatjuk továbbá azt is, hogy rendszerint a változás mértéke a kis- és középvizek tartományán belül nem jelentős. Annál a szintnél, ahol a víz a középvizi mederből kilép, a virtuális esés értéke hirtelen változhat, majd a nagyvizek magasságában újra közel állandó a vízszin esése. Hirtelen változást ezen kívül a legkisebb vizek tartományának határán találhatunk. Természetesen ezek a változások nem minden szelvényben állnak elő^ vannak olyan szakaszok, ahol a permanens mozgáshoz tartozó vízszin a legkisebb vízhozamtól a legnagyobbig közel állandónak tekinthető. Mivel számításaink során a fenekesés értékét állandónak kell feltételeznünk, a továbbiakban ezt az értéket mindig azzal a virtuális fenékeséssel helyettesítjük, amely a hullám levonulása után kialakuló permanens állapothoz tartozik. Azért az árhullám utáni permanens állapottal számolunk, mert a hullám apadó ágának jellemzése során ez a határértékek figyelembevételét megkönnyíti. Mivel pedig ez ellen a választás ellen semmi indok nem szól — a hullámot megelőző vagy követő permanens állapotot egyaránt választhatnánk számításaink alapjául — esetleges tévedések elkerülése érdekében célszerű már most lerögzítenünk azt, hogy a számításainkban mindig a hullámot követő permanens állapotot fogjuk figyelembe venni. Számítására a Bahmetev-féle összefüggést használjuk fel, amely szerint.: I — _L Q2 ~ K2 ' Az egyenletben /, Q és K összetartozó esés, vízhozam, illetve vízhozammodulus értékek. Ebből a per(3)