Hidrológiai Közlöny 1962 (42. évfolyam)
4. szám - Bogárdi János: Vízfolyások hordalékszállító-képességének meghatározása
HIDROLOGIAI KÖZLÖNY 42. ÉVFOLYAM 3. SZÁM 273—360 oldal Budapest, 1962. augusztus Vízfolyások hordalékszállító-képességének meghatározása Dr. BOGÁEDI JÁNOS a MTA levelező tagja 1. Hordalékszállító-képesség és hordalékhozam A hordalékszállító-képességet a hidromechanika szabályai szerint határozhatjuk meg. Az irodalomból több ilyen módszer ismeretes. A hordalékszállító-képesség •jelenti a szállítható hordaléksúly felső határát. A tényleges hordalékhozam ezzel legfeljebb egyenlő lehet, de általában kisebb, mivel tapasztalatok szerint a folyó ritkán szállít annyi hordalékot, mint amennyire képes lenne. Ez a körülmény természetesen nem azt jelenti, mintha a természetes vízfolyások hordalékszállítása ellentétes lenne a hidromechanikai törvényekkel. A hordalékszállítást minden esetben a vízfolyás energiája végzi, de a fentiek szerint a valóságos hordalékszállítás mértékét általában a hordalékkal való ellátottság szabja meg[l]. . A hordalékmozgás elméletének minden ágazatánál az újabb kutatások során a mozgásnyugvás feltételeit kifejező invariánsokat és paramétereket igyekeznek meghatározni és a számításokba bevonni. Kitűnt, hogy a hordalékmozgás törvényeit kifejező invariánsok és paraméterek a legkülönbözőbb feladatok megoldásánál egyaránt szerepelnek. így a mozgás-nyugvás feltételét, valamint a különböző mozgásállapotokat kifejező invariánsok és paraméterek egyidejűleg a hordalékszállító-képesség meghatározásánál is felhasználhatók [2]. Tanulmányunkban a hordalékszállító-képesség, illetőleg az ennek megfelelő hordalékhozam meghatározásával kívánunk foglalkozni. Magyar és külföldi kutatások alapján az előzményeket csak röviden említjük, a részleteket illetően az irodalomban felsorolt külföldi és magyar szaktanulmányokra utalunk. Megemlítjük, hogy az ismertetésre kerülő anyag egy része a szerző külföldi folyóiratokban megjelent tanulmányaiban német, angol, illetőleg orosz nyelven már megjelent. 2. A hordalékmozgás különböző határállapotainak jellemzése A szerző H. K. Liu, M. L. Albertson, D. B. Simons és E. V. Richardson kutatásait felhasználva [3, 4] az általa bevezetett * (1) b = hJ csolatát a különböző mozgásállapotoknál meghatározta [5]. Vizsgálatai szerint a különböző mozgásállapotokat, beleértve természetesen a mozgásnyugvás határállapotát is, ha h a vízmélység, illetve a hiraulikus sugár, g a nehézségi gyorsulás, J az energiavonal esése, d a szemátmérő és U t = = YghJ a csúsztató sebességet jelöli, a b_± _ Jd_ _ B , 0>882 hJ~ Ul~ P d (2) alakú összefüggések határozzák meg. A csúsztató sebesség Reynolds-szám analógiájára a szerző ül az -—invariánst csúsztató sebesség Froudegd számnak nevezte. Mivel a fentiek szerint a mederállandósági tényező b = Fr. végeredményben Fr. = fid 0 ,882 (3) (4) A különböző mozgásállapotoknál, 20 C°-ú víz és y 1 = 2,65 g/cm 3 hordalékfaj súly esetén ezeket az összefüggéseket az 1. ábra tünteti fel. A (2) képletből nyilvánvaló, hogy magának [7,-nak és d szemátmérőnek a kapcsolata is meghatározható a különböző mozgásállapotoknál. Ez a kapcsolat a (2) összefüggés alapján <n 1/ 2 .d0,059 _ £^0,059 . (5) mederállandósági tényező és d szemnagyság kapEzeket a különböző mozgásállapotokat meghatározó összefüggéseket ugyancsak 20 C°-ú víz és y x = 2,65 fajsúlyú hordalék esetén a 2. ábra mutatja. Az is nyilvánvaló, hogy akár az 1., akár a 2. ábra alapján, mivel a hordalékmozgató erő T = yhJ = oVl (6) megszerkeszthető a r c kritikus hordalékmozgató erő és d összefüggése is. Ha d fe 0,0145 cm, akkor az 1. ábra szerint nyugalomnál ^ értéke állandó és 12,91-gyel lesz egyenlő. Vagyis* 2 91 t/ 2 ~hJ~ , y
