Hidrológiai Közlöny 1957 (37. évfolyam)

4. szám - V. Nagy Imre: A tározók parteróziójának vizsgálata

3Jf6 Hidrológiai Közlöny 37. évf. 1957. 4. sz. V. Nagy I.: Tározók parteróziója V. P. Zenkovics [6] a hullámmozgás jellege megváltozásának általános törvényszerűségét folytonos mélységcsökkenés esetén a következő formában jellemzi (7. ábra). A hullám meredek elülső lejtője a fenéken gyors vízmozgást vált ki a part irányába, míg a lényegesen hosszabb és laposabb hátsó hullámlejtőnek lassabb és hosszantartóbb, lejtőn lefelé irányuló áramlás felel meg. Az A jelű ábra a teljesen ép troehoidális hullámalaknak felel meg. A sebességábra az ordinátatengelytől a fenéken történő ellenfolyás v

e sebességének megfelelő távolságra elhelyezkedő viszonylagos tengelyre nézve szimmetrikus. A D jelű ábra a teljesen szétesett hullám sebességeloszlásának felel meg. Ennél a megfogalmazásnál a hullámperiódust állandónak tételezzük fel. Megjegyzendő, hogy a sebességek változásának ilyen formája az adott jelenség egy részletének felelhet csak meg, az egészen meredek part esetének. A hullámnak parthoz való közeledésével a fenékesés változásától függően a hullámperiódus csökkenhet, illetve növekedhet is. Amennyiben az energiaveszteségek a parthoz való közeledésnél igen lapos fenéknél jelentékennyé válnak, akkor a hullámsebesség is ennek megfelelően csökkenni fog. A hullámnak parthoz való közeledésével magassága és hossza fokozatosan csökken, a háromméretű hullámzás kétméretűvé változik át. A fenékelmosás és súrlódás hatására a hullámenergia összege lényegesen csökken és a fokozódó örvénylésekkel kapcsolatban az energia szétszóródás következtében a mechanikai energia nagyrésze hőenergiává alakul. V. G. Andrejanovnak [1] tározókon végzett közvetlen megfigyelései azt mutatják, hogy folytonosan csökkenő mélységek esetén a hullámenergia veszteség főleg a fenékeséstől és a HjL viszonyszámtól függ. Tekintettel arra, hogy a hullámzásnál a fenéken ellenfolyás áll elő, a hullám átalakulása és szétesésének képe igen bonyolulttá válik. Lapos rézsűknél, amelyeknek alakja a közel stabil formához hasonló, a hullám tarajosodása többször is végbemehet, minden alkalommal elveszítve energiájának egy részét. Ilyen esetben csak a hullámcsúcs esik szét és magának a hullámnak szétesése igen nagy távolságon valósul csak meg. A hullám magassága fokozatosan csökken s az „ingó" hullámnak haladó hullámmá való teljes átalakulása megy végbe. Itt a hullám már új tulajdonságokkal rendelkezik, sebessége már nem a hosszától, hanem csak a mélységtől függ. jV^ H," 0,23(21) 2h, 2 h

kr

n krit H'0,1 (21) 1 III. IV. 8. ábra. A partra feljutó hullám alakváltozásának vázlata Abb. 8. Schema der Änderung der Wellenform bei an das Ufer brandenden Wellen A hullámelemek változásának meghatározására (hullámhossz, magasság, terjedési sebesség) csak gyakorlati képletek állnak rendelkezésre, ilyen is csak az igen lapos lejtő esetére. Anélkül, hogy részletesen elemeznénk az összes képleteket, csak P. K. Bozsics [2] javaslatát vizsgáljuk meg, amely a többi javaslatokkal szemben a legalaposabb és kidolgozását tekintve a legmegbízhatóbb. Bozsics szerint folytonosan csökkenő mélység esetén kezdetben csökken a hullámmagasság, a hullámhossz és a terjedési sebesség. H = 0,35 (2 Z)-től a hullámmagasság változása az alábbi képlettel fejezhető ki : H j H (16) H = 0,25 (2 L) — 0,1 (2 L)' határok között a hullámmagasság és hullámhossz tovább csökken, azaz es 2 h

2 2 L

2 2 L H

2 H

1 H (17) (18) PL — 0,1 (2 L)-tői H = H/critig a hullámhossz és a terjedési sebesség tovább csökken, a hullámmagasság viszont növekszik, meredeksége fokozatosan nő egészen a szétesés határáig. A (16), (17) képletek ebben az esetben az alábbi formát öltik : 2 h krit 2K H

9 H krit (19) A hullámnak parthoz való közeledésével meg. figyelhető a fenékesés változásától függő hullámpediódus változás is, azonban erre vonatkozólag analitikai kifejezés nem áll rendelkezésre. Bozsics a fenti eredményeket kísérleti úton határozta meg az alábbi feltételek között : a rézsűhajlás — — határok között változott; a hulo 25 lám paramétereinek 2A = 60— 130 mm, 2L — = 1,05 — 1,70 m, H = 250—500 mm határai voltak. A hullámmagasság növekedése valószínűleg az energiaszétosztódással kapcsolatos energiakoncentráció növekedésével magyarázható. Az energetikai átcsoportosulás a hullám által elfoglalt térfogaton belüli eloszlás egyenlőtlenségének fokozódásában foglalható össze. A hullám folytonosan csökkenő mélységgel jellemezhető víztérfogatot kénytelen elfoglalni. Ezzel kapcsolatban növekszik az orbitális mozgás sebessége, amely mint ismeretes, főleg a hullámmagassság függvénye. A mélységek csökkenésével egyidejűleg megfigyelhető a vízrészecskék mozgási pályájának növekvő aszimmetriája egy viszonylagos vízszintes tengelyhez viszonyítva, amely természetesen a vízrészecskék mozgási aszimmetriájának felel meg. Az szimmetria oka valószínűleg az, hogy a vízrészecskék haladó mozgása a rézsűfelület közelében lényegesen lelassul. Ebből az ingadozások mélység-