Hidrológiai Közlöny 1976 (56. évfolyam)

8. szám - Kornisné Akantisz Zsuzsanna: Mozgómedrű folyószabályozási kisminta tervezése és bearányosítása

Kornisné, Akantisz Zs.: Mozgómedrű folyószabályozási Hidrológiai Közlöny 1976. 8. sz. 359 hoz vezet. A mederérdesség nem megfelelő leképzése mellett a torzulásoknak ez is oka. A két torzító hatás azonban kompenzálható a mederérdesség alkalmas megválasztásával. A mozgó mederanyag meghatározása Kísérleteink tanúsága szerint — a mederanyag szemösszetételének természetbeli alakulásához hasonlóan — szakaszonként változó szemösszetételű anyagból kell a mozgó medret megépíteni, ciZclZ äZ érdesség változtatásával kell előállítani a természetnek megfelelő esésviszonyokat. A vízhozamtorzítással módosított vízfelszínesés a kimosás és lerakódás alakulását nagymértékben módosítja, ezért csak fixmedrű modellen alkalmazzák. Dr. Hankó Zoltán [1] foglalkozik az áramlási ellenállási viszonyok és a felszíni áramkép alakulásával a természetes vízfolyások modellezésénél. Különböző helyszínrajzi méretarányú és torzítású Duna-kismintán végzett vizsgálatok eredményei alapján javaslatot és tervezési segédleteket ad folyómodellek méretarányának és torzításának meghatározásához úgy, hogy a modell mederanyagát minden szelvényben azonosnak veszi. Nagy folyamok esetében ez a feltételezés jogos, mert a mederanyag átlagos szemátmérője egy-egy modellezett szakaszon (néhány km hosszon) azonos nagyságrendű. A Rába esetében ez nem áll fenn. A folyómodell parti és hullámtéri részei már korábban megépültek az említett A; — hosszméretek átszámítási tényezője = 200 )-h — magasság-méretek átszámítási tényezője = = 100 T

h — a torzítás mértéke = A

;//

a = 2 jellemzőkkel, de kívánatos volt, hogy a természetes és a modellmeder relatív érdessége és a csavaráramlás intenzitásának mérőszáma a különböző szakaszokon azonos legyen. Kiinduló feltételezések 1. A medersúrlódási tényező a természetben és a modellben egyaránt a Colebrook—

White összefüggéssel számítható: * -2 log ío,0676-1+

Ä yi B R IteVI A számítások gondolatmenete A Colebrook—

White összefüggésével számítottuk a természetes meder súrlódási tényezőjét, 18 szelvényben, öt különböző vízhozam esetén. Dr. Hankó Zoltán nyomán meghatároztuk a súrlódás átszámítási tényezőjét, az egyes szelvényekben különböző vízhozamoknál: 1 T

h-k(T

h-l)» ' ahol kés na, szelvény jellemzőitől (nedvesített felület, kerület, maximális vízmélység, víztükör szélesség) függő adatok (amelyek a hivatkozott értekezésben [1] levő ábrákról leolvashatók). Így megkaptuk a modell-meder súrlódási tényezőjét, amelynek segítségével a Colebrook—

White összefüggés a modell mederanyag átlagos szemátmérőjére megoldható. Az alapulvett öt különböző, a természetben is mért és vízszintrögzítéssel kiegészített vízhozam (1,8; 33,2; 120; 273; 526 m

3/s), szelvényenként öt különböző d

g-1 eredményezett. Ezután ellenőriztük, hogy az így meghatározott szemcseméretű mederanyagból épült kisminta a modellezhetőség feltételeit kielégíti •6, cizaz természetben turbulens mozgás megfelelője a modellben ne legyen a hidraulikailag sima tartományban. Ennek feltétele: (I). g R) természet =44) \£l /természet ahol A — medersúrlódási tényező, R — hidraulikus sugár, Re — vRj v V- az illető szelvény középsebességével és hidraulikus sugarával számított Reynolds-szám, e — a meder abszolút érdessége, amelyet a mederanyag átlagos szemátmérőjével vettünk azonosnak (d

g). A mederanyag valamely keresztszelvényre jellemző átlagos szemátmérője a függélyenkénti átlagos szemátmérők számtani közepe. 2. Közelítésként a természetes mederanyag átlagos szemátmérőjének nagysága a vízhozamváltozással nem módosul. -m\ — \ rn>\ ^modell /modell A lamináris határréteg relatív vastagsága a hidraulikai adatok ismeretében számítható ő _ 30 * ~ Reiß Az adatokat megvizsgálva megállapítottuk, hogy az 1,8 m

3/s-os rábai vízhozam esetén kapott d

g-t, — ami több nagyságrenddel eltér a többitől —, a mederanyag szemösszetételének meghatározásánál figyelmen kívül kell hagyni, mert a vízmozgás már a hidraulikailag sima tartományba kerül. A többi számított d

g-t szelvényenként leátlagoltuk és ezt az értéket fogadtuk el a kismintába a mozgómeder átlagos szemátmérőjének. A legkisebb és legnagyobb szemátmérő az átlagban szereplő dg 90%-a, ill. a 110%-a. A kisminta építésénél 18 különböző medreanyagú szakaszt építettünk be. Az irodalomban számos olyan tanulmány van, amely a folyók mozgómedrű hidraulikus modelljeinek méretezéséhez ad javaslatokat. Megkíséreltünk ezek közül néhányat esetünkben alkalmazni. Zwamborn tanulmányában [2] a folyó morfológiájának reprodukálására törekszik, azaz elsősorban a mederanyag- és hordalék-mozgás jellegét kívánja a természetnek megfelelően előállítani. Az Albertson által módosított ún. ,,Liu-féle görbéből"