Hidrológiai Közlöny 1977 (57. évfolyam)

12. szám - Kornis Attiláné Akantisz Zsuzsanna: Mozgómedrű folyószabályozási kismintakísérletek

546 Hidrológiai Közlöny 1977. 10. sz. Beszámoló Mozgómedrű folyószabályozási kismintakísérletek KOKNIS ATTILÁNÉ AKANTISZ ZSUZSANNA* Bevezetés A folyószabályozási munkák tervezését megkönnyíti, ha a tervezett szabályozási művek hatása legalább közelítőleg előre ismeretes. A Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézet Felszíni vizek főosztályának Nicki kísérleti telepén végeztünk egy 1 : 200 helyszínrajzi, 1 : 100 magassági méretarányú (kétszeresen torzított) mozgómedrű modellen olyan vizsgálatokat, melyek eredményei a fenti célt szolgálják. A kisminta tervezését és a bearányosítás munkálatait korábbi tanulmányban [1] már ismertettük. A mozgómedrű kismintában a mederanyag szemszerkezetét úgy választottuk meg (számítottuk tapasztalati képletek segítségével [1]), hogy a bearányosítási vizsgálatok során meghatározott medervándorlás a valósághoz (természethez) képest + 5%-os eltérést mutatott. Első lépésben a különböző helyszínrajzi elrendezésű és különböző minta-keresztszelvényekkel kialakított mederszakasz geometriai változásait vizsgáltuk, mérve a vízszín alakulását, a sebességeloszlását, a mederszelvények módosulását, a tervezett inflexiós és tetőponti szelvények helyének eltolódását. Ennél a vizsgálat-sorozatnál még nem voltunk arra tekintettel, hogy fenti kialakítású meder milyen folyószabályozási művek hatására állt elő. A folyószabályozási kísérletek mérési programjának összeállítása A folyószabályozási művek tervezését minden esetben a szabályozási vonal helyszínrajzi meghatározása előzi meg, ezért mi is hasonló módon jártunk el a kismintakísérletek előkészítésénél. A szabályozási beavatkozásokat csak a folyó életét befolyásoló tényezők — érdesség, esés, kanyarulati viszonyok, — ismeretében végezhetjük biztonságosan. Miután további vizsgálatainkhoz egy bearányosított Rába modell állt rendelkezésünkre, ezért az említett paraméterek szempontjából „Rába jellegű" folyók szabályozási kérdéseivel foglalkoztunk. A Rába folyó 04 + 623 fkm és 62 + 600 fkm szelvények közötti szakaszának modelljére dolgoztunk ki különböző vonalvezetésű helyszínrajzi változatokat. A tengelyvonal változatok kidolgozásához összegyűjtöttük a Rába 1920—21-es, 1958-as ós 1972-es mederfelvételein előforduló kanyar-paraméterek alakulását a 68 + 500 fkm—58 + 600 fkm szelvények közötti szakaszon [2]. A különböző időben végzett felmérések szerint a folyó ezen szakaszán a leggyakoribb a fejletlen kanyar, azaz a kanyar hossza (L) kisebb, mint a húr (H) 1,1-szerese [6], Az 1920—21-es felvétel szerint ezen szakaszok görbületi sugarának átlaga 601 m. 1958-ban a nem védett homorú partúaké 612 m, míg 1972-ben 513 m. A Rába szabályozása során a kisebb kanyarulati sugarú fejletlen és fejlett (utóbbinál 1,1 // <Z, < 1,4 H) szakaszok homorú partját bevédtók. Az 1972-ben végzett felvétel szerint a bevódett fejletlen kanyarulatok átlagos sugara 468 m, maximális sugara 800 m, minimális sugara 210 m. A fentiek figyelembevételével dolgoztuk ki a különböző szabályozási tengelyvonalú változatokat, amelyek * VITUKI, Budapest. közül csak kettőnek végeztük el részletes vizsgálatát a modellen. Első esetben az egymást követő ívek és ellenívek görbületi sugara 200—400 m között változott, ós a középponti szög, közel azonos: a = 50—55° volt. Az ívek és ellenívek közé két helyen 100—100 m-es egyenes szakaszt is beiktattunk. A második vonalozásnál a kanyarulati sugár volt állandó : 400 m, ós a középponti szög változott 20° ós 60° között. Mind a két tengelyvonalozásnál a legutolsó Rábaszabályozási terv mintakeresztszelvényeit építettük be a modellbe párhuzamművek közé, azaz parabola szelvényt, mely inflexióban 40 m széles és 3,0, ill. 3,5 m mély, tetőponton 35 in szóles ós 3,5, ill. 4,0 in mély. A szabályozási vízhozam, amelyre a szelvényeket méretezték 80 m

3/s. A részletes vizsgálatok során a modellen — vízszintrögzítést végeztünk, annak ellenőrzésére, hogy a kísérleti szakaszon kialakult esések a tervezettnek megfelelnek-e, — meghatároztuk a sodor-vonal helyét a bal vízszóltől a teljes víztükörszólessóg %-ában, — pontonkénti sebességméréssel meghatároztuk a legnagyobb sebesség helyét ós nagyságát, továbbá kiszámítottuk a szelvényközépsebesség értékét, — a vizsgálati időszak végén felmértük a mozgó-mederben kialakult keresztszelvényeket. (Meg kell jegyeznünk, hogy kvarc homok mozgómeder esetén csak minőségi következtetéseket tudunk levonni az észlelt szelvényváltozásokból), — végül fényképezéssel rögzítettük a felszíni áramképet, ill. a vizsgálati szelvényekben a felszíni sebesség eloszlását, 1 perces expozíciós időt és konfetti szórást alkalmazva. A téma keretében kis- és középvizekkel foglalkoztunk, ezért vizsgálatainkat 40; 80; ill. 120 m

3/s permanens vízhozammal végeztük. Az eredmények azt mutatták, hogy a 40 m

3/s vízhozam az adott torzítású és méretarányú modellben nem állítható be, természetimen, mert az áramlás laminárissá válik a természetbeli turbulenssel szemben. A kismintán végzett mérések eredményei 1. változat Az említett első tengelyvonalozás szerinti kialakítás helyszínrajzát az 1. ábrán láthatjuk. Feltüntettük rajta azokat a mintakeresztszelvényeket, amelyeket d

g = 2,4 mm kvarc homokból építettünk be a modellbe. Mint már említettük, ezek a Rába legutóbbi szabályozási tervéből vett és a szóbanforgó szakaszra vonatkozó szelvényalakok. Az általunk tervezett szabályozási vonal 113 m-rel hosszabb, mint a jelenlegi folyószakasz, és ez átlagosan 8% esés csökkenést eredményez a természethez képest. A kismintában végrehajtott vízszintrögzítések is igazolták ezt a számított értéket. A vizsgálatok során a 40; 80; 120 m

3/s-os permanens vízhozamokat egymás után állítottuk be a modellen összesen 96 órán keresztül. Elvégeztük a 11 minta-keresztszelvény felvételét, majd megszerkesztettük a meder mélységvonalait. A mintakeresztszelvények és a mélységvonalas helyszínrajz egyaránt azt mutatták, hogy a hagyományos parabola szelvényalak nem megfelelő. A tetőponti