Hidrológiai Közlöny 1967 (47. évfolyam)

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

534 Hidrológiai Közlöny 1967. 12. sz. Rákóczi L.: A hordalékmozgás laboratóriumi kutatása hígítási görbe is hasonló vagy ennél nagyobb ingadozást mutatott. Az ábrán feltüntetett görbe alapján az 1 m-nél távolabbi szelvényeket tekintve 570-hez közelálló hígítási érték vehető fel (folytonos vonal). Ezt helyettesítve a hordalékhozam képletébe és figyelembe véve, hogv a beadagolt jelzőanvag hozama, W= 0,0222 g/s: ' 570 A valóságban a hordalékhozam 11,1 g/s volt, a hiba tehát 14,00%. A hordalékhozam mérésének közismert pontatlanságát tekintve ez az eredmény nem minősíthető elfogadhatatlannak. A 240—340 cm-ek közötti szelvényeket tekintve 505-szörös hígítást kapunk (szaggatott vonal), mely a ténylegessel csaknem megegyező 11,2 g/s hordalékhozamot ad. Mindez arra mutat, hogy nagyobb méretű (főleg hosszabb) kísérleti csatornában, alacsonyabb hordalékvándorlási sebesség és hosszabb nyomjelzőadagolási időtartam biztosításával az eljárás pontossága növelhető. A lumineszcens nyomjelzős méréstechnika olcsósága elvileg lehetővé tenné hasonló hígításos hordalékhozam vizsgálatok végrehajtását élővízfolyásokon is. Ennek végrehajtása egyedül olyan mintavevő szerkezet kialakításának lehetőségétől függ, mely a vízfolyás medrének kizárólag egy meghatározott, állandó nagyságú felületegységéről venne hordalékmintát. Sajnos ilyen mintavevő működtetése pl. a Felső-Dunán a nagy vízmélységek és vízsebességek miatt csaknem megoldhatatlan, azonkívül azt is biztosítani kellene, hogy a mintavétel kizárólag a mozgó rétegekre terjedjen ki, de ne tartalmazzon az álló rétegből származó szemcséket (mederanyagot). Talajszilárdító műgyanták alkalmazása a laboratóriumi hordalékmozgás kutatásoknál Végül egy olyan laboratóriumi hordalékmozgás-vizsgálatról számolok be, melynek végrehajtását nem a nyomjelzőtechnika, hanem a hazai műanyagipar fejlődése tette lehetővé. A kísérletek célja az volt, hogy a mozgómedrű laboratóriumi csatornában áramló víz teljes energiatartalmából kiválaszthassuk és meghatározhassuk a hordalék mozgatására fordított energiarészt. A vizsgálatokat ugyancsak a már említett 0,5 m széles, egyenes kísérleti csatornában hajtottuk végre, talajszilárdító műgyantaoldat segítségével. Az általunk használt ,,Arbakol-E" elnevezésű műgyanta opálos színű, folyékony halmazállapotú melamin-formaldehid gyanta. Viszkozitása a vízénél nagyobb, még 40—50%-os vizes oldatban is, azonban értékét nem határoztuk meg. Pontos kémiai összetételét nem ismerjük, használati utasítást a gyártó cég nem bocsátott rendelkezésünkre, áruismertető prospektus nincs forgalomban. Az adatok hiányában csak erre az összefoglaló jelentésre támaszkodhattunk, amely az ÉKME Geotechnikai Tanszékén hasonló műgyantákkal folytatott talajmechanikai vizsgálatokra vonatkozik [14]. Eszerint a gyanták bizonyos mértékig vízzel hígíthatok és kötésükhöz sósav (HC1) vagy ammóniumklorid (NH

4C1) aktiváló oldat szükséges. Az egyes gyantákkal kezelt homokminták nyomószilárdsága 25—45 kg/cm

2 között változott. Használati utasítás hiányában technológiai előkísérleteket végeztünk az „Arbakol-E" műgyantával és megállapítottuk, hogy a gyanta súlyának 50%-áig hígítható vízvezetéki vízzel. Az 50%-os keverési arány átlépése után a gyantában hirtelen sűrűsödési folyamat és fehér, nyúlós csapadék képződése indul meg. A csapadék gyorsan leülepszik az edény aljára, illetve eltömi annak kiömlő nyílásait. Hasonló, de más jellegű fehér csapadék képződik a fenti keverési arány átlépése előtt is, ammóniumklorid oldat hozzáadagolásának hatására. Előkíscrleteink során megállapítottuk azt is, hogy a gyantával kezelt szemcsés anyagú talaj felszínén szabadtéren, száraz, napos időben már y

2 nap alatt szilárd kéreg képződik, teljes megkeményedése azonban csak a 2—3. napon következik be. Az átkeménvédés ideje kétségtelenül függ a hőmérséklettől. Az ÉKME által megvizsgált gyanták szilárdulási ideje a 24 órát nem haladta meg. A hőmérséklet a fel nem használt gyanták tárolhatóságának időtartamát is befolyásolja (20°C-on általában 1—2 hét). A vízzel hígított gyantát kézi locsolókannából permeteztük a felületre, majd kiöblítés után az előre elkészített 15—20%-os ammóniumklorid-oldatot ugyancsak kannával locsoltuk a gyantával már bevont felületre. A felszínen azonnal megindult a fehér csapadékképződés, és a talaj — a szemösszetételtől függően — 1 —2 cm vastagságú felszíni rétegében megkezdődött a szilárdulás. A hígított gyanta gyorsan beszivárgott a talajba, úgy hogy annak felszínén csak elvétve (a mélyedésekben) maradt vissza látható fehér folt. A megszilárdult felszín átlátszó, fényes bevonatot kapott, és fehér gyantaszínt többnyire csak a kiemelt szilárd talajminták törési felületein láttunk. A hordalékmozgás-vizsgálatok során vizes homokfelületeket kezeltünk a műgyantával, és 3—4 nap múltán minden esetben kialakult egy olyan szilárd kéreg, hogy a vízáramlást megindíthattuk fölötte. Vizsgálataink menete az volt, hogy a kísérleti csatornába beépített, különböző szemszerkezetű mozgó medrekből a vízáramlás segítségével dünéket, í 11. homokhullámokat állítottunk elő, mértük a hidraulikai jellemzőket, majd a víz óvatos leeresztése után műgyantával rögzítettük a kialakult medret. 3—4 napos kötési időszak után a csatornába bevezettük ugyanazt a vízhozamot, amely az említett mederalakzatokat létrehozta és újra mértük az áramlás hidraulikai paramétereit. Mivel a műgyanta bevonat a felületen igen vékony réteget alkot (túlnyomó része beszivárog a homoktest belsejébe) a meder érdessége gyakorlatilag nem változik, alakja (ill. alaki ellenállása) állandósul, a csatorna falain előálló súrlódás ugyancsak változatlan, tehát a hidraulikai jellemzők megváltozását egyedül a dünék, ill. a homokhullámok mozgatására fordított energiamennyiség felszabadulása okozhatja.