Hidrológiai Közlöny 1961 (41. évfolyam)

5. szám - V. Nagy Imre: Öntözőcsatornák hordalékszállítása

HIDROLOGIAI KÖZLÖNY 41. ÉVFOLYAM 5. SZÁM 361—444 oldal Budapest, 1961. október HIDRAULIKA Öntözőcsatornák hordalékszállítása Dr. V. NAGY IMRE a műszaki tudományok kandidátusa Bevezetés Korábbi tanulmányainkban [1, 2] a hordalékot szállító vízfolyások legfontosabb fizikai jellemzőinek és a jellemzők közötti összefüggések minőségi meghatározásával már foglalkoztunk. A jelen tanulmány az ott követett gondolatmenet továbbfejlesztését tartalmazza. A hordalékot szállító vízfolyás minden gyakorlati esetben turbulens mozgástípust képvisel. A turbulencia kifejezés a modern műszaki hidraulikában általában a több, egymással szuperponálódó quasi-periodikus mozgástípusok, a vízszálas mozgásoktól különböző, szabálytalan, disszipációs természetű mozgástípusok leírására használatos, ahol a különböző, statisztikai úton jellemezhető mennyiségek véletlen módon változnak az idő- és térkoordináták függvényében. A turbulens mozgás egyetlen jellemzője sem vizsgálható az egész vízfolyás hidraulikai szerkezetének figyelembevétele nélkül. Itt különösen a vízfolyás geometriai méreteit, az alapáramlások sebességterének jellemzőit, az érdességi viszonyokat kell figyelembe venni, legtöbb esetben méréseken alapuló tapasztalati összefüggések segítségével. Ismeretes, hogy a pulzációs sebességek eloszlása statisztikailag egyértelműen megfogalmazható. A turbulencia következtében változó, pillanatnyi sebességterek egy összefüggő statisztikai sort képeznek, ahol a sebességterek állapotának változása meghatározott valószínűséggel történik. A sebességvetületek egy vizsgált pontban az idő szerint különböző értékűek s egy bizonyos tartományon belül változnak. A vízfolyás turbulenciájának értékelése céljából ezért jellemezni kell a térbeli koordináta rendszer szerint vett három sebességvetület lüktetésének amplitúdóját és periódusát, jellemezni kell továbbá a különböző sebessógvetületek lüktetései közötti kapcsolatot a vízfolyás minden egyes pontjában és végül meg kell határozni a különböző pontokban mért sebességlüktetések közötti kapcsolatokat. A hordalékmozgás leírásával kapcsolatos legújabb vizsgálataink kétséget kizárólag igazolták azt a gondolatot, hogy a hordalék mozgásával s annak jellemzésével kapcsolatos kérdések megoldására csak akkor nyílik reális lehetőség, ha a hordalékot szállító vízfolyás turbulens állapotának jellemzőit tisztázzuk és ezúton közelítünk az átfogóbb törvényszerűségek meghatározása felé. A sebességviszonyok meghatározása Méréseink kimutatták [1], hogy a sebességlüktetések egy bizonyos átlagszint körül mozognak. Ez az átlagszint vagy középérték lesz az alapvető jellemzője a pulzáló mennyiségeknek. A középérték nagyságát az alábbi összefüggéssel jellemezzük : í " (i) i = 1 ahol fi —- az átlagolandó mennyiség mérési eredményei, n — a mérések száma, F —-a jellemző középérték mértéke. Ha olyan általános esetet kívánunk jellemezni, ahol a mérések folytonosan történnek s a mérőberendezés szerkezeti jellemzői miatt csak egy bizonyos térbeli és időbeli átlagértéket