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. 535 Az egyes méréssorozatoknál alkalmazott hordalékanyagok szemösszetételi görbéit az 5. ábra tünteti fel. A két szelvényben mért vízmélység- és sebességértékeket, valamint a vízfolyás egyes hidraulikai paramétereit az 1. táblázatban tüntettük fel. Amint látható, mindhárom mederanyag esetében két-két sebességpárt különböztettünk meg. Az első sebességnél intenzív, a másodiknál lassú volt a hordalék mozgása. Az eredményekből azt állapíthatjuk meg, hogy a hordalékmozgató erővel egyenesen arányos vízszínesés az intenzív mozgásfázisban az 1. anyagnál csökken a legnagyobb mértékben (50%), a 2. és 3. anyagnál a csökkenés mind kisebb mértékű lesz. Az esés csökkenése önmagában is egyértelműen jelzi a víz hordalékmozgató erejének csökkenését. Ehhez járul még helyenként a vízmélység kismértékű csökkenése is, így a csúsztatófeszültség csökkenése magától értetődik. A víz energiatartalmában bekövetkezett változások jellemzése végett kiszámítottuk az egyes anyagokhoz és mozgásfázisokhoz tartozó sebességmagasságokat is, mozgó és álló meder esetére. Itt a változások nem egyértelműek: a finomabb szemcseösszetételű 1. és 2. jelű mederanyagnál többnyire kismértékű növekedést, a 3. anyagnál csökkenést tapasztaltunk. A sebességváltozásokkal kapcsolatos kisebb vízmélységingadozások a vízszínesés csökkenéséhez képest alárendelt szerepet játszanak, így az esés és a csúsztató feszültség értékének csökkenő tendenciáját nem változtatják meg. Az a körülmény, hogy a vízmélységek nem növekszenek, ill. a sebességek nem csökkennek minden esetben a meder rögzítése után, azzal indokolható, hogy a meder érdességéből és alakjából származó áramlási ellenállások egymáshoz való viszonya az egyes vizsgált anyagoknál más és más. A finom szemcseösszetételű 1. anyagból viszonylag nagyobb hordalékhozam alakult ki a csatornában, mint pl. a 3. anyagból. A meder rögzítése után tehát az 1. anyagnál viszonylag nagyobb energiarész szabadult fel, és a kismértékű súrlódási veszteség következtében az áramlási sebesség megnövekedett. A 3. anyag durva szemcséi nagyobb súrlódási ellenállást jelentenek mt/.} 90807060504030 • 20 • • 100[%JHOMOKOK KA VICSOK Finom homok \ Duna homok Murva | Ourvakavics r/ 7 / / 7 / f / / I r T 1 1 2 3 / -20 •W 10 •30 •40 •50 •60 •70 •80 •90 0,1 5 1,0 2 Szemcseátmérő, d [mm] 10 5. ábra. A talajszilárdító műgyantával végzett hordalékmozgás-vizsgálatok során használt mederanyagok szemcseösszetételi görbéi Fig. ó. Grain-size distribution curves for bed materials in sediment transportation studies per förmed with a soüstabilizing resin compound rögzített állapotban is, ezért a középsebesség csökken. Ebben az esetben tehát a vízfolyás energiatartalmának nagyobb része fordítódik a súrlódási ellenállás, legyőzésére, mint a hordalék mozgatására. Az általunk vizsgált anyagoknál az esés, ill. a csúsztató feszültség minden esetben csökken a mozgó mederhez képest, azonban durvább hordalékanyag esetén előállhat az a helyzet is, hogy az esés a fix medernél nagyobb, mint a mozgónál. A táblázatban feltüntettük a kísérleti csatorna mindkét mérési szelvényére vonatkozóan kiszámított Nikuradse-féle e érdességi tényező értékét. Az utóbbi adatokat a 6. ábrán az — ]/ ghl „csúsztatási sebesség" függvényében tüntettük fel. Amint látható, az egy-egy mérési szelvényhez tartozó pontok jól illeszkednek a kiegyenlítő görbére. Az összetartozó álló-mozgó pontpárok jól érzékeltetik az e érdesség látszólqos növekedését, különösen az intenzív mozgásállapotban. 1. táblázat A talaj szilárd) tó műgyantával végzett laboratóriumi hordalékmozgás-vizsgálatok eredményei Table 1. Results of sediment transportation studies in the laboratory performedwith the help of a soil-stabilizing resin compound Az anyag jele A meder állapota K [cm] vi [cm/s] tu [cm] í>2 [cm/s] I T = yhl [g/cm

2] £ [cm] dg ő' U* [cm/s] 1. Mozgó Szilárd Mozgó Szilárd 9,05 8,84 10,19 9,63 39,50 40,40 35,10 37,10 9,37 9,67 11,25 10,67 38,20 37,20 31,70 33,50 0,002080 0,001040 0,000724 0,000553 0,01915 0,00961 0,00776 0,00561 3,80 0,45 0,45 0,20 1,675 1,187 1,070 0,910 4,38 3,10 2,79 2,38 2. M ozgó Szilárd Mozgó Szilárd 10,77 10,42 13,30 13,36 42,40 43,80 34,40 34,30 11,29 11,14 14,22 14,39 40,60 41,10 32,20 31,80 0,001234 0,000809 0,000383 0,000149 0,01356 0,00872 0,00527 0,00207 1,25 0,20 0,16 0,002 2,390 1,925 1,470 0,924 3,68 2,96 2,30 1,42 3. Mozgó Szilárd Mozgó Szilárd 10,21 10,22 1 1,15 11,81 45,00 45,00 40,60 38,90 10,72 10,97 12,33 13,26 42,90 42,00 37,40 34,80 0,003065 0,002560 0,001425 0,001063 0,03205 0,02711 0,01673 0,01332 8,50 5,90 2,65 2,15 12,300 11,300 8,880 7,910 5,66 5,21 4,09 3,65