Hidrológiai Közlöny 1968 (48. évfolyam)
3. szám - Dr. Szigyártó Zoltán: Felülről vezérelt öntözőcsatorna rendszerek üzemének programozása
S'107 Hidrológiai Közlöny 1968. 2. sz. Felülről vezérelt öntözőcsatorna-rendszerek üzemének programozása Dr. SZIOYÁITÓ ZOLTÁN* a műszaki tudományok kandidátusa A tanulmány célja A Tiszántúli Vízügyi Igazgatóság 1963-ban megbízást adott a Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézetnek arra, hogy vizsgálja felül a K. IV. öntözőfürt üzemét, s a vizsgálatok eredménye alapján tegyen javaslatot az üzem színvonalának emelése érdekében szükséges műszaki és üzemszervezési módosításokra [1]. Csakhamar kitűnt azonban az is, hogy ezt a gyakorlati feladatot helyesen csak úgy lehet megoldani, ha megelőzően tisztázunk bizonyos általános törvényszerűségeket, s kidolgozzuk azokat az irányelveket, amelyeket egy ilyen — felülről vezérelt — öntözőcsatorna rendszer tervezésénél és üzemének megszervezésénél figyelembe kell venni. így többek között nyilvánvalóvá vált, hogy a vízszolgáltatás üzemének egyik legalapvetőbb problémája az, hogy a fővízkivételen beadagolt vízhozam hogyan vonul végig a különböző, egymástól vízszinttartó, illetve vízadagoló műtárgyakkal elválasztott bögék során, míg végül is megérkezik a szolgáltatás helyére, a termelői vízkivételhez. A kérdés megoldására végzett elméleti vizsgálatok és kísérletek eredményeként sikerült kifejleszteni és igazolni az úgynevezett „átvonulási elmélet"-ünket [2, 3]. Ez módot nyújt arra, hogy a meder hidraulikai jellemzőinek, 8 egy felső, úgynevezett „indulási szelvény" árhullámképének az ismeretében viszonylag egyszerű módszerekkel meghatározzuk valamely alsó, úgynevezett „érkezési szelvény" árhullámképét. Ez a tanulmány a felülről vezérelt öntözőcsatorna rendszerek adottságait, s az üzem igényeit figyelembe véve, ezen általános elmélet gyakorlati alkalmazásának a kidolgozását tűzi ki célul. Ezen belül a feladat kétfelé ágazik: Egyfelől ki kell dolgozni azokat az alapelveket, amelyek alapján meghatározhatók a „vezérlési segédlet"-ek, tehát azok a grafikonok, amelyek segítségével, megfelelő biztonsággal, egyszerűen és gyorsan meg lehet állapítani a levonulási időket; vagyis azt, hogy az öntözőcsatornák elején beadott különböző vízhozamok mennyi idő alatt érkeznek meg a vízfelhasználás szelvényébe. Másfelől ki kell dolgozni egy olyan matodikát, s meg kell szerkeszteni azokat a nyomtatványokat, amelyek segítségével a levonulási idők ismeretében a zsilipek „vezérlési <program"-\a egyszerűen és gyorsan összeállítható. A vezérlési segédlet Elméleti alapok Az átvonulási elmélet szerint ha egy felső, „indulási" szelvényben a Q vízhozamot hirtelen Q 0 értékkel megváltoztatjuk, akkor az attól L távolságra levő „érkezési" szelvényben a vízhozam változás a QL{t)=Q 0(l — e~») (1) összefüggés szerint zajlik le, ahol (1. ábra): t=T — AT 0 és T = 0 az indulási szelvényben bekövetkező hirtelen vízhozamváltozás időpontja, AT 0 az indulási szelvényből elinduló, s az érkezési szelvénybe befutó elemi magasságú lökéshullám átvonulási ideje; amely viszont a lökéshullám sebességére vonatkozó W = T + — + gmt O'OM-t. i|j JELMAGYARAZAT: — /< ll'Qti-rwkmegfelelv permonens szint M n Q-nok megfelelő - permanens szint 0 (2) * Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet, Budapest. Az érkezési sielrby vízhozamának idlbeií wltozóso tdö [£] 1. ábra. Az egyszerű pozitív vízhozamhullám levonulására jellemző paraméterek Puc. 7. XapaicmepHbie na npoxomdemie npocmbix n0A03KUmeAbHbix eoAH napaMempbi [a] ycjioBHbie o6o3HaqeHH«, [í>] ycTUHomiBiimiícH ropusoHT, COOTBCTCTByiOmHií Q + Qo, [c] yCTaHOBHBlIlHflCH ropH30HT, COOTBeTCTByiOmHfl Q, [d] n3MeHeHne paexona HexoflHoro CCHGHMH BO BpeiweHH, [EJ HAMENENNE pacxofla KOHEMHORO ceMen |1>I BO BPEMEHH, [/] i:cxo;;noe CENEHHE, [g] KOHeMHoe ceieHHe, [A] pacxoa, [i] BpeMH Fig. 1. Parameters charcteristic for the passage of a simple positive surge wave [a]: notations, [6]: steady level corresponding to Q + Go, [c]: steady level corresponding to Q. [d]: variation of discharge in the initial section, [e]: variation of discharge in the arrival section, [/]: initial section, [(7): arrival section, [A]: discharge, [<]: time képlettel számítható, ahol vk a szelvény középsebességét, mkannak középmélységét jelöli, s ja nehézségi gyorsulás továbbá a A —- t az T~ tk =Wo~ A T° (3 ) összefüggés értelmezi, ahol az előzőeken kívül Fa Q és a Q + Q o vízhozamoknak megfelelő két permanens szint között az L hosszon tározódó vízmennyiség; azzal a feltétellel, hogy: a) a meder anyaga nem áteresztő; b) a két szelvény közötti távolság elég nagy ahhoz, hogy az indulási szelvényből elinduló lökéshullám meredek homlokfala az érkezési szelvényben már ne legyen észlelhető; c) az L szakaszon tározódó vízmennyiség és a különböző Q permanens vízhozamok közötti kapcsolat folytonos, monoton növekvő függvénnyel jellemezhető. Alapfeltevések és alapösszefüggések Az öntözőcsatornák esete azonban két vonatkozásban lényegesen eltér az elmélet levezetése során feltételezett ideális körülményektől: Általában van szivárgás, s emellett — a vízszinttartás eredményeként — a vízfelszín magassága csaknem független a vízhozamoktól. Ami a szivárgást illeti, ez különösebb bonyodalmat most nem okoz. Nem okoz azért, mert éppen a tartott vízszintek következményeként — amely miatt a csa-
