Hidrológiai Közlöny 1959 (39. évfolyam)

1. szám - Kozák Miklós: A Rakaca-völgyi tározó árapasztó szifonjának modellkísérlete

26 Hidrológiai Közlöny 1959. 1. sz. Kozák M.: A Rakaca-völgyi tározó árapasztó modellkísérlete az árvizet anélkül, hogy a vízszin túllépné a max. tározási szintet és hogy benne megengedhetetlen szívások keletkeznének. Mivel a szifon bukókoronájának helyes lekerekítése, a könyökök megfelelő vonalozása és a nyomáskiegyenlítő csövek elhelyezése nagymértékben befolyásolja az üzemi követelmények teljesülését, ezekkel a kérdésekkel a szakvéleményben részletesebben foglalkoztunk. Felhívjuk a figyelmet, hogy a szifon üzembelendülésével, tehát az aknák légtelenítésével kapcsolatos Froude-féle modelltörvény érvényességi kérdéseivel a 4. pontban részletesebben foglalkozunk. 4. A szifonok mennyire tudnak egyenletes vízhozamnövekedést biztosítani a Q = 0—40 m

3jsec intervallumon belül ? A kérdés megvizsgálása főleg az alvízi meder szempontjából volt szükséges. Mértékadó állapot az, amikor az üzemvíz lebocsájtó zsilipje zárva van. Most röviden összegezzük, hogy a 3. pontban felsorolt módosítások után milyen lesz a szifon várható működése : a 4 szifon kb. Q = 1 m

3/sec vízszállítással, h — 15 cm-es átbukási magassággal mint bukó működik mindaddig, amíg a tározási szint el nem éri a 154,45 mA. f.-i szintet. Ekkor elkezdődik a belső szifonpár aknáinak légtelenítési folyamata (1-^3. kép), mely egy bizonyos í

0 ideig tart. Azt az időtartamot (t

0), mely alatt a légtelenítés befejeződik, üzembelendülési időtartamnak nevezzük. Kísérleteink alapján megállapítottuk, hogy a Froude-féle modelltörvény alapján a szifon üzembelendülési időtartama kb. t

n = (l^-3) perc között fog változni. Ezután a belső szifonpár szifonként, a külső pedig továbbra is bukóként fog működni, összesen kb. 22 m

3/sec vízszállítással. Fentiek után nyilvánvaló, hogy az alvízi mederben a kezdeti Q — 1 m

3/sec értékű vízhozam kb. 1 h- 3 perc alatt 22 m

3/sec-ra, a vízmélység pedig 0,4 m-ről 9. kép. Lépcsősen emelkedő energiatörő küszöb esetében az áramlás kedvező és a sebességeloszlás is teljesen kielégítő &omo 9: B cjiyiae nopoza cmynemamo nodHüMamufeaoca. aacumeAH snepeuu deumeHue eodbi őjiaeonpiwmHoe u pacnpedeAeHue cKopocmeü eriOAHe ydoeAemeopumeAbHoe III. 9. Using a stepped energy-dissipating sill a javourable flow pattern and a satisfactory velocity distribution is obtained 1,8 m-re növekszik fel. A szifon vízhozamának változása az üzembelendülés időtartama alatt a szifon szempontjából fokozatosnak, az alvízi meder szempontjából azonban már hirtelen változónak tekintendő, mert a vízhozam az utolsó néhány másodpercben növekszik fel rohamosan 22 m

3/sec értékre. A szifon tehát az alvízi meder szempontjából nem tud egyenletes vízhozam növekedést biztosítani a Q = 1 -r- 20 m

3/sec vízhozam intervallumon belül. A vízhozamszabályozóval fel nem szerelt szifonokkal szemben, hidraulikai alapelvük miatt, egyébként sem lehet ilyen követelményeket támasztani. A tervezett szifon üzeme hidraulikai törvényszerűséget tükröz és azt ilyennek kell elfogadni. Ha a tározóba érkező vízhozam nagyobb mint a belső szifonpár vízhozama, akkor ez utóbbi üzembelendülése esetén a tározási szint tovább emelkedik, majd a 154,50 mA. f.-i szinten a külső szifonok légtelenítő nyílásai is lezárulnak és a külső szifonpár is üzembe lendül. Ekkor azonban a h = = 1,8 m-es mélységű alvizet már 22 m

3/sec-os vízhozam állítja elő. Fentiekből megállapítható, hogy az alvízi mederre nézve legveszélyesebb állapot a belső szifonpár üzembelendülésénél áll elő, mert a vízhozam hirtelen növekszik fel 1 m

3\sec-ról, 22 m

3/sec-ra. Mivel ez a vízhozamváltozás az alvízi mederre nézve túlságosan nagy, a közel azonos vízhozamú belső és külső szifonpár helyett célszerűbb különböző teljesítményű szifonokat alkalmazni. A tanszék olyan megoldást javasolt, ahol a belső szifonpár vízhozama kb. 10 m

3/sec, a külső két szifoné pedig 30 m

3/sec. Ilyen elrendezés mellett a belső szifonpár 10 m

3-es vízhozama sokkal kedvezőbb az alvízi mederben áramló 1 m

3-es vízhozam által létrehozott alvízre, mint az előbbi 20 m

3-es vízhozam. Az utófenékkel és az alvízi mederrel kapcsolatos kísérleteinket ennek az új elképzelésnek megfelelően végeztük el. Kísérleteink és számításaink alapján az utófenék és az alvízi meder szélesítését javasoljuk 6,4 m-ről 10 m-re. Ezt indokolja egyrészt az a körülmény, hogy a műtárgy fokozott védelme megköveteli az alvízben kialakuló sebességek csökkentését, másrészt a szifonok hirtelen, hullámszerűen történő vízhozamnövelő hatását az alvízi meder védelme érdekében fékezni kell. oc) Az utófenékkel kapcsolatos tapasztalat Miután az alvízi bukót kivettük, a vízláda túlságosan hosszúnak bizonyult. Kísérleteink során megállapítottuk, hogy annak legkedvezőbb hosszúsága L = 12,5 m. Ilyen hosszúság, továbbá a javasolt 10 m-es szélesség megfelelő modell méretei mellett a vízládában vízugrás sohasem keletkezett, de az energiatörő küszöbnél erős hullámzás volt, mert a magas küszöb hirtelen kis sugarú pályára kényszerítette a vízládából kilépő vízsugarat, ezért több lépcsőből álló küszöbmegoldást javasoltunk, mert ez megszüntette és lecsillapította a hullámzást (9. kép).