Hidrológiai Közlöny 1960 (40. évfolyam)
3. szám - V. Nagy Imre–Karádi Gábor: A görgetett hordalék mozgásával kapcsolatos vizsgálatok újabb eredményei
HIDROL ÓGI AI K ÖZLÖNY 40. ÉVFOLYAM 3. SZÁM 177—256 oldal Budapest. 1960. június HIDRAULIKA A görgetett hordalék mozgásával kapcsolatos vizsgálatok újabb eredményei V. NAGY IMRE — KAKÁDI G í B O E a műszaki tud. kandidátusai Bevezetés A vízfolyások hidraulikai viszonyainak tanulmányozásához szorosan kapcsolódik a hordalékmozgás kérdéseinek vizsgálata. A különböző vízi létesítmények tervezésekor mindig figyelemmel kell lennünk a hordalékviszonyokra, mivel azok kedvezőtlen alakulása súlyos következményekkel járhat. A hordalékmozgás nagy gyakorlati jelentőségével magyarázható az a tény, hogy a tárgykörhöz kapcsolódó általános és egyes részletkérdések vizsgálatával mind a hazai, mind a külföldi kutatók egész sora foglalkozik. Tekintettel a ható tényezők nagy számára a kérdések elméleti és gyakorlati megközelítése eléggé nehéz. Már az eddig elért eredmények is bizonyos kiegészítésre szorulnak, illetve több, vitás kérdésben még a részletek további tisztázása szükséges. Tanulmányunkban összefoglaljuk a görgetett hordalék mozgásának tanulmányozása terén elért hazai és külföldi eredményeket és ismertetjük a kérdéssel kapcsolatos újabb vizsgálati eredményeinket. 1. A görgetett hordalékmozgás dinamikájának általános jellemzése A görgetett hordalék vizsgálatában ma már általánosan elfogadott az a felfogás, hogy a fenéken nyugvó szilárd részecskék egyensúlyi viszonyainak vizsgálatánál a meder szilárd fala és a mozgó folyadéktömeg dinamikai kölcsönhatásának tanulmányozásából kell kiindulni. A mozgó víztömeg ugyanis a szilárd falra erőt ad át és éppen ez az erő szabja meg azt, hogy a hordalékszemcse nyugalomban marad-e, illetve, hogy a hordalékszemcsék mozgása milyen mederfenék mellett következik be. Vizsgáljuk meg először a hordalékszemcse megindulását, egyensúlyi helyzetéből való kimozdulását befolyásoló dinamikai viszonyokat. Mindaddig, amíg a vízfolyás hidrodinamikai jellemzői egy meghatározott érték alatt maradnak (a fenéksebesség nem éri el a kritikus értéket), a meder fenekét alkotó szemcsék nyugalomban maradnak. Ezt az egyensúlyi határhelyzetet elérve, néhány szemcse amelyek stabilitása a legkisebb — mozgásba jön. A vízfolyás által a hordalékszemcsékre átadott erő további növekedésével az elmozduló szemcsék száma egyre növekszik és forgó, gördülő, illetve ugrásszerűen mozgó szemcsehalmazok figyelhetők meg. A függőleges pulzációs sebességösszetevő és az ülepedési sebesség viszonyának pillanatnyi, lokális értékváltozásától függően, az ugrásszerűen mozgó szemcsék időnként a fenékről is felemelkednek, majd egy rövid megtett útszakasz után a fenékre visszaesnek, s mozgásuk megszűnik mindaddig, amíg a vízmozgás ismét képes lesz őket egyensúlyi helyzetükből kimozdítani. Az említett helyzetet Lévi 1.1. ,,lcimozdítáai sebességnek" nevezi [14]. A különböző kutatók általában ezt az állapotot tekintik a megindulás határállapotának. A szemcsék mozgása kezdetben általában sima mederfenék mellett következik be. A sebesség növekedésével a mederfenéken barázdák figyelhetők meg, majd az áramlás irányában mozgó dünék alakulnak ki. A sebesség további növekedése a dünék elsimulását eredményezi ; az úgynevezett átmeneti állapot lép fel. Végül, ha a sebesség még tovább növekszik, a fenéken az áramlással szemben mozgó hordalék-hullámok, antidünék kialakulása figyelhető meg. Gilbert [9], aki elsőként tanulmányozta az antidünék mozgását, megállapította, hogy ebben a mozgásállapotban a víz felszínén már hullámok jelentkeznek. Már most rá kell mutatnunk arra, hogy csak bizonyos szemnagyság alatti fenékhordalék juthat keresztül a fentiekben felsorolt valamennyi mozgási állapoton. A nagyobb szemcséjű hordalék mozgása a szemcsenagyságtól függően a megindulás után azonnal, például dünék kialakulása mellett következik be, tehát a szemnagyság megszabja a megindulás után fellépő állapotot.
