Hidrológiai Közlöny 1971 (51. évfolyam)
8-9. szám - Dr. Rákóczi László: Tapasztalatok az empirikus és fél-empirikus görgetett hordalékhozam összefüggésekkel kapcsolatban
404 Hidrológiai Közlöny 1971. 8—9. sz. Dr. Rákóczi L.: Tapasztalatok az empirikus: hozam [kg/s m], d g a szemcseösszetételi görbe alatti terület kiegyenlítésével számított átlagos szemcseátmérő 27=100% 2 d AP [mm]. és Mühlhofer [20] d g-100 ahol k 8(y) ivh-y)' Csorna a magyar Felső-Duna viszonyaira mérésekkel megállapított 0,041 együtthatót és'y/i=2,65 t/m 3 hordalékfajsúlyt véve alapul az egyenletet az alábbi egyszerű alakba rendezte [18]: <7^3=856,016 M — 57,909 d g [kg/s-m] (13) és az összefüggést d g 1 és 50 mm közötti értékeire görbesereggel ábrázolta. Bretting képlete [19] a tényleges és a hordalékmozgás megindulásához tartozó csúsztatóerő hányadosát tartalmazza: ^ = 0,0617 GH ! 3 / d g [m 3/m -s] (14) g g = kv 2(v 2-v g) (17) A 0,047 tényező a Shields diagram szerint a kifejlődött hordalékmozgás fázisát jelenti, a képlet tehát elsősorban nagyvizek idején alkalmazható természetes vízfolyásokon. Helyszíni mérésekkel célszerű meghatározni a tényezők adott szemcseösszetételhez és részleges hordalékmozgáshoz tartozó számszerű értékeit. Korlátai dacára az összefüggés igen elterjedt, mivel a többi képlettel ellentétben egyaránt használható kis és nagy esések, vegyes vagy egyöntetű szemcseösszetéte] esetén is. Bár a Meyer—Peter, Müller-féle összefüggés a hordalékmozgást ténylegesen kifejtő csúsztatóerőt veszi tekintetbe, átírható a Du Boys típusú képletek alakjába: gg = k(T-T 0)\, (12) összefüggései a sebességek négyzetével számolva burkoltan a hordalékmozgató erőt veszik tekintetbe. A szovjet kutatók közül Lopatin [21] az egyszerű sebességkülönbséggel hozza összefüggésbe a hordalékhozamot : C/ 4/ 3 g g = ——- (v-v 0) [kg/sm] d, (18) Goncsarov [22] a sebességeket arányba is állítja: v 3 (d\l 10 g g=Ad m-j^J («-«„) (19) alakban. Goncsarov újabb összefüggése kizárólag sebességarányt tartalmaz, sebességkülönbség helyett [23]: g t= 1,2(1+ [kg/s-m], (20) ahol d m a közepes szemcseátmérő, y> az ülepedési sebesség turbulens áramlásban kialakuló értéke és a tényleges (nyugvó vízben mórt) ülepedési sebesség hányadosa (d ^ 1,5 mm esetén y=l), V[i az a határsebesség, amelynek érvényesülésekor még mozdulatlan a meder: 3,8 h i í' <* 9 5 V" 2g(y h-y) d m [m/s]. (21) "95 i 3-5y A kifejezésben d g 5 azt a szemcseátmérőt jelenti, melynél a keverék 95 súlyszázaléka kisebb, h pedig a közepes vízmélység. Levi [24] az addigi kutatási eredményeket továbbfejlesztve és saját vizsgálataival kiegészítve A képletben d g m-ben szerepel. Ehhez hasonlít a Meyer — Peter, Kalinske és Einstein elméleteinek kombinációjával Erkek által [15] származtatott képlet: ^ „=0,994 3 (15) Meg kell jegyezni, hogy a fenti összefüggésekben szereplő, területkiegyenlítéssel számított d g átlagos szemcseátmérő nem jellemzi egyértelműen a szemcseösszetételt, hiszen eltérő szemcseösszetételű hordalékanyagoknak azonos d g értéke lehet, mozgásuk kezdete és mechanizmusa viszont eltérő hidraulikai paraméterekkel jellemezhető. 3. A hordalék és a víz mozgási sebességén alapuló összefüggések Az egységnyi szélességű medersáv görgetett hordalékhozamát több kutató a hordalékmozgás kezdetéhez tartozó kritikus és a tényleges középsebesség különbségével hozza kapcsolatba. Donát [11]: C (Ju=-jv 2(v 2-vl) [kg/s-m] (16) 10 40 p-relatív érdességek esetére az alábbi összefüggést vezeti le: 3 1U g g = 0,002í—y d(v-v 0)í-^-) [kg/s.m], (22) \fgd7n) y h ] Az egységnyi mederszélességre jutó hordalékés vízhozam aránya: -"i^íHHV-s -» A kimosást megindító v 0 kritikus sebesség: í j a Vo =l,3f^T(o,8 + 4l g^-)(^-) 8 [m/s], (24) ahol d 1 0 az a szemcseátmérő, amelynél a keverék 10 súlyszázaléka kisebb, d ma x pedig a keverék legnagyobb szemcseátmérője. Samov képlete a sebességarányokat és különbségeket egyaránt tartalmazza [25]: 3 V 4 4[kg/ sm ]- (2 5>
