Hidrológiai Közlöny 1962 (42. évfolyam)

4. szám - Bogárdi János: Vízfolyások hordalékszállító-képességének meghatározása

276 Hidrológiai Közlöny 1962. 4. sz. Bogárdi J.: Vízfolyások hordalékszállító képessége• változásából eredő redukciókat egyelőre nem vesszük figyelembe [6]. A hordalék fajsúlyának hatását már biztosabb alapokon lehet figyelembe venni. A hordalékmozgás ún. súrlódási elmélete (frictional drag theory) szerint a kritikus hordalékmozgató erő egyenesen arányos a hordalék vízben mérhető fajsúlyával, vagyis 2,65-ös hordalékfajsúly esetén 1,65 y értékkel. Joggal feltehető, hogy ez az arányosság a kritikustól eltérő mozgásállapotoknál is fennáll. Ezzel a feltevéssel élve, ha t

0

2,6

5 hordalékmozgató erő tartozik egy 2,65 fajsúlyú hordalék bizonyos mozgásállapotának az előidézéséhez, akkor egy ettől eltérő y

1 fajsúlyú hordalékanyagnál ugyanezt a mozgásállapotot (YI~Y) (9

) l,65y hordalékmozgató erő fogja előidézni. A képlet teljes összhangban van gyakorlati tapasztalatainkkal, mert a nagyobb fajsúlyú hordalékanyaghoz nagyobb, a kisebb fajsúlyú hordalékanyaghoz pedig kisebb hordalékmozgató erő tartozik, változatlan mozgásállapot esetén. A (9) képlet természetesen a tényleges hordalékmozgató erőértéket adja. Ha mi a 2,65 hordalékfaj súlyra vonatkozó összefüggéseket és ábrákat kívánjuk használni, nyilvánvaló a paramétereket megfelelő módon redukálni kell. A 3. ábránál és természetesen a (7b) és (8b) képleteknél is a hordalékmozgató erő redukciós tényezője l,65y (YI — Y) lesz, vagyis a 3. ábrát és az említett numerikus képleteket tetszés szerinti y

1 fajsúly esetén oly módon használhatjuk, hogy a T (10) % (Yi — 7) értéket használjuk. Az 1. ábránál a fajsúlyredukció a következőképpen alakul. Mivel a hordalékmozgató erő C/^-tel arányos, f^l =jj_

(Yi-Y

) (n

) es d 1 hJ l,65y (Yi —Y) (Yi —Y) hJ d°<

88

2 l,65y gd hJ l,65y (12) Természetesen a—,— és (3 közül csak az egyiket kell redukálni. * A 2. ábránál ugyancsak a hordalékmozgató erő és a csúsztató sebesség összefüggéséből következőleg U.

n = Y ghJ illetőleg f l,65y ' (Yi — Y) ' l,65y (Yi y) redukció valamelyikét kell elvégeznünk. ay i " V" ghJ ^0,059 (13) (14) Mint már említettük, az 1., 2. és 3. ábrán a 0,0145 cm-es szemnagyság környékén az összefüggések bizonytalanok [10]. Az előzőkben említettek szerint a vízhőmérsékletek és a hordalékfajsúlyok hatásának a tisztázása is még újabb vizsgálatokat igényel. Az összefüggések mindig csak egy-egy szemnagyságra, illetőleg egy szűk szemnagyság-töredékre vonatkoznak. Már itt megemlítjük, hogy a fajsúly redukcióval kapcsolatos megállapításaink az 5., 6., 7. és 8. ábrára is érvényesek lesznek. A redukció mértékét az említett ábrákon feltüntettük. gd 3. jjz invariáns kapcsolata a hordalékhozammal Az irodalomból több, a hordalékhozamok számítására szolgáló összefüggést ismerünk. Legtöbb ezek közül a görgetett hordalékszállítás meghatározására szolgál. A vízfolyások teljes hordalékhozamát tekintve a görgetett hordalék általában csak kis részét képezi a teljes hordalékhozamnak. Ezért a görgetett hordalékszállítást meghatározó összefüggéseket a teljes hordalékhozam meghatározásánál nem célszerű figyelembe venni. Újabban Laursen E. M. [7] vezetett be olyan paramétert, amely a teljes hordalékhozamra vonatkozik. Mi tanulmányunkban ezt a hordalékhozam paramétert vesszük figyelembe és ennek segítségével határozzuk meg a hordalékszállító-képességnek megfelelő hordalékhozamot. A Laursen-féle invariáns igen összetett kifejezés. Számlálójában az egységnyi sávszélességben az időegység alatt szállított hordalék[^(m

3/sec m)] és vízhozam [g (m

3/sec m)] aránya. c szerepel súlyszázalékban kifejezve. Mivel a víz fajsúlya y = ~ 1000 kg/m

3, a hordalék fajsúlya pedig — közönséges folyami hordalék esetében — általában = 2650 kg/m

3, o/i — Oh-l^k. 100 = 265 — . (15a) qn q y ' q Figyelembe véve, hogy a hordaléktöménység C az egy köbméter vízben grammokban mért hordaléksúlyt jelenti, 0 = — 2 650 000 g/m

3, C 10 000 ' illetőleg C (g/m

3) = 10000 c. (15b> (15c) A Laursen-féle invariáns (L) nevezőjében két invariáns szorzata szerepel: a -amely, n mivel d a szemátmérő, h a vízmélység, a viszonylagos érdességet méri; a másik a —, ahol T'

0 TC a középsebességből számítható tényleges hordalékmozgató erőt jelenti.