Hidrológiai Közlöny 1967 (47. évfolyam)

12. szám - Rákóczi László: Újabb irányzatok a hordalékmozgás laboratóriumi kutatásában

Rákóczi, L.: A hordalékmozgás laboratóriumi kutatása Hidrológiai Közlöny 1967. 12. sz. 533 állapotára pedig Kalmár Vk= 33 [cm/s] képlete a méréseinkkel igen jól egyező középsebességértékeket szolgáltatott. Ezért agyakorlatban ezek alkalmazását tartjuk célszerűnek vegyes összetételű mederanyagok kimosása szempontjából mértékadó középsebességeinek meghatározására is. Az adott szemcsehalmaz középértékével az előbbi képlettel számított érték azt a középsebességet adja meg, amelynél a keverék szemcséi még éppen nem mosódnak ki. Ugyanezen szemcsemérettel, de a második képlettel számolva azt a középsebességet kapjuk, amelynél már a keverék összes szem"csefrakciói kimozdulnak nyugalmi helyzetükből. A lumineszcens festékkel jelzett hordalékszemcséket a görgetett hordalékhozam meghatározására is megkíséreltük felhasználni. Az eljárás alapelve lényegében azonos a vegyszer-, vagy izotópoldat segítségével végzett vízhozammérések elvével, amidőn az ismeretlen vízhozamú vízfolyásba meghatározott ideig folyamatosan, ismert és állandó hozammal adagoljuk a nyomjelző oldatot, és a beadagolási pont alatt különböző távolságban választott szelvényekben meghatározzuk a nyomjelző töménységét [12]. A hordalékhozam meghatározása nyomjelzőhígításos módszerrel, melyet tengerpart közeli homokmozgás vizsgálatánál az angol kutatók alkalmaztak először [13], a következőképpen történik: a mozgó meder egységnyi széles sávjának ismeretlen q [g/cm s] fajlagos hordalékhozamához W [g/s] nyomjelző anyagot adagolunk egyenletesen, hoszszabb időn keresztül. Ezután a beadagolási ponttól távolabb több szelvényben a szelvény különböző pontjaiban megállapítjuk a jelzett szemcsék jelzetlenekéhez viszonyított szám- vagy súlyarányát {vagyis a hígítást), majd ezen mérések eredményei alapján megrajzoljuk a töménység változását jellemző görbéket az egyes szelvényekre vonatkozóan. A q hordalékhozam értéke fordítottan arányos a koncentráció-görbe alatti területtel. A csatorna különböző szelvényeiben kapott görbék alakja eltérő ugyan, de a vízszintes tengely és a görbék által határolt területek nagysága — elméletileg — azonos. A 4. ábra felső részén tüntettük fel a hígításos hordalékhozam-mérés elvi vázlatát. Az itt látható P—-Q — l szélességű szelvény valamely li hosszúságú szakaszán a beadott W [g/s] nyomjelző anyagból w [g/s] halad át. A hordalékhozam az U szakaszon q-U [g/s]. Ha a nyomjelző és a jelzetlen szemcsék keveredése megfelelő, másodpercenként w jelzett szemcse keveredik q-k hordalékkal, így a nyomjelző súly szerinti töménysége: q-li A töménység eloszlás-görbéje alatti terület: i=l i=l i = t T

It= ve**- y fr

0 & q'

l

i fziv Innen a keresett hordalékhozam: W 20 40 60 80 100 Tí0

i 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 Távolság a beadagolási szelvény töt [cm] 4. ábra. A jelzőanyag hígításán alapuló hordalékhozammérés elvi vázlata és egyik eredménye Fig. 4. Arrangement and one result of observation on the rate of sediment transportation based on the dilution of tracer material A hordalékhozam meghatározásához tehát csupán az időegység alatt beadagolt nyomjelző mennyiségét és a töménységgörbe alatti terület nagyságát kell ismernünk. A keveredés, vagy hígítás mértékét a meder felszínének egységnyi területén látható jelzett szemcsék számával igyekeztünk összefüggésbe hozni, bár az mintavétellel és a mintában található jelzett szemcsék kiválogatásával, valamint a jelzett és a jelzetlen szemcsék súlyának mérésével is meghatározható lett volna. A mintavétellel, de főleg a válogatással és súlyméréssel járó sok nehézség és fáradság miatt döntöttünk a felületi számlálás mellett. A módszertani kísérletek idei első szakaszában a vegyes szemcseösszetétel zavaró hatását kiküszöböltük azáltal, hogy viszonylag szűk határok között levő homokfrakciót (0,8—1,3 mm) alkalmaztunk hordalékként, és ugyanebből a frakcióból származó szemcsék bevonásával állítottuk elő a jelzőanyagot is. Először az előfordulható keveredési arányok minden esetében előkísérletekkel meghatároztuk a felületen látható lumineszcens szemcsék és a súly szerinti keveredés mértéke közötti kapcsolatot, majd a fentiekben leírt módon végrehajtottuk a kísérleti méréseket, egyelőre ismert hordalékhozam mellett. Mivel nem ismertük előre a nyomjelző teljes elkeveredéséhez szükséges mederhosszat, 8—10 szelvényben is meghatároztuk a töménységgörbéket, majd a görbék alatti területeket, és azokat diagramba raktuk fel az adagolási szelvénytől mért távolság függvényében. Az így kapott pontokat összekötve a 4. ábra alsó felében látható, első szakaszán szabálytalanabb, a továbbiakban kiegyenlítettebb menetű görbét kaptunk. A pontok kezdeti nagy szóródása egyenlőtlen elkeveredésre mutatott, ezért a jelzett szemcséket nem elkülönítve adagoltuk a csatornában mozgó hordalékba, hanem előzetesen jól elkevertük a jelzetlen szemcsék közé, melyeket a kísérleti csatorna legelején adagoltunk a vízbe. Megjegyezzük, hogy a többi