Hidrológiai Közlöny 1970 (50. évfolyam)

9. szám - Potoczky Ottó–Dr. Starosolszky Ödön: Szegmens felvízszinszabályozó zsilip hidraulikai vizsgálata

Hidrológiai Közlöny 1970. 10. sz. 416 HIDRAULIKA Szegmens felvízszintszabályozó zsilip hidraulikai vizsgálata POTOCZKY OTTÓ és dr. S1AK0301SZKY ÖDÖN

1 A Magyarországon alkalmazott automatikus vízszintszabályozók mind úszós és ellensúlyos szegmens gátak. Ezeknél a vízátfolyás útját szegmens hengerpalást rész zárja el (1. ábra). A műtárgyak hidraulikai szempontból tehát —- egyrészt vízszállítás és energiaveszteség, — másrészt szabályozás (hidrodinamikus erőhatások) szempontjából vizsgálhatók. A berendezések tervezése és működtetése szempontjából mindkét vizsgálat egyaránt fontos. Ebben a tanulmányban a vízszállítás és energiaveszteség kérdéseit vizsgáljuk. A szegmens gátak vízszállítására a szakirodalom számos adatot közöl, amelyek jórészt modellkísérletek eredményei. Felhasználhatóságukat csökkenti, hogy a) kizárólag négyszög-szelvénybe épített szegmensre vonatkoznak, holott eseteinkben főleg trapéz szelvénybe építjük őket, b) nem választják eléggé külön a működés szempontjából fontos szabad és nyomásalatti átfolyást. Figyelembe véve trapézszelvénybe nyúló trapézkeresztmetszet esetén a rézsün bekövetkező mozgásállapotot, ez idáig nem sikerült szabatos matematikai leírást adni. Gyakorlatot kielégítő pontosságú eredmény érhető el kísérleti tényező segítségével a következő — a vízépítési műtárgyak vizsgálatánál ma már általánosan követett — gondolatmenet segítségével [1, 2]. A szegmens gát vízszállítását szabad átfolyásnál a Q = M

1 Fhj

2 függvény írja le, ahol az vízhozamtényező az úgynevezett relatív nyitás, a h

fJa függvénye. Az átfolyási szelvényterület viszont az a nyitástól és a lif felvízi magasságtól függ, a leszívást elhanyagolva a szelvényterületet egy keresztmetszet síkjába „forgatva" a következőképpen számíthatjuk: F=ba+2a h

s tg « — a

2 tg « ahol b a trapézszelvény fenékszélessége és a a rézsű Esetünkben, ha a rézsű hajlása 2:1, azaz 1 Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet, Budapest. F=a(b + h

f-±). Nyomás alatti átfolyásnál az alvíz is befolyásolja a vízszállítást, azaz Q — M

2Fh}

1

2, ahol M 2 a h

ajhj visszahatás és a relatív nyitás függvénye. Másként kifejezve, bevezetve a M„ k = M

1 visszahatástól függő viszonyszámot Q—kMyFhf

1'} Nyilvánvaló, hogy szabad átfolyásnál &=1,0, míg álló víznél, midőn hf=h

a, k=0. Az előbbiek alapján feladatunk most már úgy fogalmazható meg, hogy meg kell határozni: 1. a szabad átfolyásra jellemző M

1 vízhozamtényezőt különféle nyitások és felvízállások esetében; 2. azt az alvízállást, amelynél a visszahatás megkezdődik ; 3. a különféle mértékű alvízi visszahatáshoz tartozó k vízhozamcsökkentő tényezőt. Erre a legalkalmasab az ún. Lamoen görhe sereg [3], amelyet különféle zsilipnyitásokhoz kell meghatározni és a h

}=f (Q, h

a, a) kapcsolatot adja meg, az a=const esetekben (2. ábra). Méréseink végeredményét összefoglalva a következők állapíthatók meg: 1. A szabad átfolyás vízhozamtényezője nem állandó, hanem a zsilipnyitás és a felvízállás függvénye. A gyakorlatban előforduló nyitásoknál, midőn h

f'_>2a, az M

1 vízhozamtényező értéke [dm, 1, s] mértékegységeknél 7—10 között változik, azaz a dimenzió nélküli n a Q= n FV2g hf képlethez 0,5 és 0,75 közé esik. Nagyobb h

s\a 7. ábra Automatikus felvízszintszabályozó és palástos vízadagoló öntözőcsatornában Abb. 1. Automatische Oberwasserstands-Regulierung und Mantel-Wasserdosierer im Bewásserungskanal