Hidrológiai Közlöny 1969 (49. évfolyam)

6. szám - Dr. Vágás István: Az árhullám elemzés átfolyáselméleti módszerei

Hidrológiai Közlöny 1969. 5. sz. 247 HIDRAULIKA Az árhullára elemzés átfolyás-elméleti módszerei Dr. VÁGÁS ISTVÁN a műszaki tudományok kandidátusa* Az árhullámok átfolyásos rendszerekben alakulnak ki. Az átfolyásos rendszert a vizek hozzáfolyása által előidézett hatás éri, amelyre a rendszer az elfolyás törvényszerűségeinek kialakításával választ ad. A csapadék hullásból vagy olvadásból keletkező hatásokra így a vízgyűjtő terület átfolyásos rendszere a befogadó vízfolyás árhullámával válaszol. Egyazon átfolyásos rendszer hatás- és válaszfüggvényei kölcsönösen feltételezik egymást, s öszszefüggésük meghatározható. Árhullámok esetében a Muszkalay Lászlóval közösen kidolgozott [5], s a későbbiekben bővített és általánosított [10] átfolyási elméletünk alkalmazását tartjuk célravezetőnek az említett összefüggések elemzésére, mert ez az elmélet az átmeneti jelenségek hidraulikai leírására alkalmasnak bizonyult [11], sőt kibernetikai szabályozáselméleti vonatkozásai is vannak. Tanulmányunkban a vízgyűjtő-karakterisztika és egység-árhullám összefüggéseivel, az egység-árhullám elvmódosításával és -kiterjesztésével, az átfolyási térfogatok vízgyűjtő területi értelmezésével kívánunk foglalkozni, s kísérletet teszünk az általános intenzitású csapadékokból általános vízgyűjtőn összegyülekező és lefolyó vizek árhullám-összefüggéseiből az árhullámot kialakító hatások meghatározásmód j ának kidolgozására. I. A vízgyűjtő-karakterisztika és az egység-árhullám összefüggése A vízgyűjtő-karakterisztika a vízgyűjtő területen előforduló leghosszabb lefolyási időt meghaladó időtartamú, egyenletes intenzitású csapadékból összegyülekezett vízhozamoknak adott átfolyási szelvényre vonatkoztatott időbeli változását leíró összefüggés. Ábrázoló görbéje (1. ábra) —az adott meghatározásnál fogva — monoton emelkedő irányzatú a teljes vízgyűjtő terület vízszállításba való bekapcsolódásáig, onnan kezdve állandó vízhozamú a lefolyás megszűnési folyamatának kezdetéig. Az egységnyi intenzitással lefolyásra kerülő csapadékra kapható vízgyűjtő-karakterisztikát egység-karakterisztikának nevezhetjük. Az egység-árhullámmal való alkalmas összehasonlítás érdekében az egységet általában 1 mm/nap lefolyási hányadot biztosító, állandó csapadék esetének megfelelően is rögzíthetjük. A vízgyűjtő-karakterisztikát és az egység-karakterisztikát idealizált összefüggésnek kell tekintenünk, mert a természetes adottságok elvileg is t * Alsótiszavidéki Vízügyi Igazgatóság, Szeged, szabatos meghatározásukra közvetlen lehetőséget nem adnak. Közvetett meghatározásuk azonban lehetséges, így minden más árhullám-eset visszavezethető a karakterisztikus alapesetekre. Az egység-árhullám az idő egysége — megállapodásszerűen 1 nap — alatt egyenletes és célszerűen egységnyi (általában: 1 mm) vízoszlop magasságú lefolyó vizet adó csapadék árhullámának vízhozamidő összefüggése a vonatkoztatási szelvényben. Ha a vízgyűjtő terület vonatkoztatási szelvénytől legtávolabbi (leghosszabb lefolyási időre vezető) pontjától éppen egy napig folyna le a víz, úgy az egységárhullám a vízgyűjtő-karakterisztikával egyezne meg. Eddigi tapasztalataink és ismereteink szerint a vízgyűjtő-karakterisztika meghatározásából származtatott árhullámok pontosabban követték a valóságot, mint a rövidebb időtartamú esők árhullámaiból a hosszabb idejű esők árhullámainak meg!do (t) 1. ábra. A vízgyűjtő-karakterisztika (egység-karakterisztika), az összetett árhullám és az egység-árhullám alapösszefüggései. A szerkesztés a csapadék lefolyásának állandó intenzitására vonatkozó kiindulási alapesetet rögzíti Puc. 1. OcHoenbie e3auM0cen3U xapaKmepucmuicu eodocöopa (eduHUwoü xapaKmepucmuKu), KOMn/ieKCHOií naeodomioü eOÁHbi u eduHumoü naeodotHOü BOAHM. CocmaejienueM CPWCcupyemcn ocnoeHoe ucxodnoe nojiojtcenue nocmomnoű. unmemueHOcmu cmoKa ocadKoe Fig. 1. Fundamental relationships between eatchment characteristic (unit characteristic), compound hydrograph and unit hydrograph. The construction applies to the fundamental case of runoff at a constant rate