Hidrológiai Közlöny 1979 (59. évfolyam)
4. szám - Dr. Kozák Miklós–Bakonyi Péter: Árterek rendezésének számítása
Dr. Kozák M.—Bakonyi P.: Árterek rendetése Hidrológiai Közlöny 1979. 4. sz. 155 lőö [óra] 6. ábra. Az x = 0 km-es szelvényben feltételezett közös árhullám Q = Q(t) jelleggörbéje és a 2. ill. 3. változat Z = Z(t) görbéi Puc. 6. Bud xapaKwepucmuKU Q=Q(m) ÖAH coeMecmmzo eudpoepaffia, npeánojiaeaeMOdo e cmeope x—O u eud npu6bix Z=Z( m) ÖAR eapuanmoe NsNs 2. u 3. Fig. 6. Q = Q(t) hydrograph of the common flood wave assumed in the x — 0 km section and the Z = Z(t) curves for alternatives 2 and 3 amelyik figyelembe veszi a vízfolyás szakaszról szakaszra változó tulajdonságait. Az előzőekben vázoltakat számpédákkal fogjuk bizonyítani. A számpélda alapgondolatai a következők: Tételezzük fel, hogy adott egy olyan vízfolyás, melynek főmedre az előbbiekben megadott trapézszelvényű meder. A felső 50 km-es szakaszán az ártér fél szélessége, B h o = 1000 m. Ezután 20 km-en keresztül a B^ értéke fokozatosan (5. ábra) 5000 m-re növekszik és innen kezdve a B h o = 5000 = állandó marad. Fogjuk fel ezt a medret egy eredeti szabályozatlan medrű vízfolyásnak (1. változat). Tételezzük fel, hogy úgy akarjuk a nagy vízi szabályozást végrehajtani, hogy a hullámtér fél szélessége végig B/, 0 = 1000 m legyen (2. változat). Az 1. változatnál az első 50 km-es szakaszon az ártér fél szélességét azért vettük Bh 0 = 1000 m-re, hogy a kétváltozat összehasonlítása reális legyen. Tételezzük fel azt is, hogy a szabályozatlan árterű folyón egy olyan katasztrofális árhullám vonul le, melynek a fólyó felső határfeltételi szelvényében ismerjük a Q = Q(t) árhullám képét. Ezt a határfeltételt példánkban az alábbi függvényekkel írtuk elő: Q=Ö 0|3-2cos^- ha T^T 0 Qha T n<T-3T 0 és Q = Qo, haT 0^3T, (14) ahol: — Q n = a kezdeti felvétel vízhozama, — Q = a pillanatnyi vízhozam értéke a felső határfelvétel szelvényében, — T 0 = 2 nap az áradás időtartama, — T = a pillanatnyi idő. Ezt a Q(t) görbét a 6. ábrán adtuk meg. Alakjából látható, hogy a feltételezett árhullám kezdő szelvényben 2 napig áradt, mialatt a vízhozam (Q) a kezdeti vízhozam (Q 0) értékének 5-szörösére növekedett. Ezután 4 nap alatt a vízhozam értéke lecsökkent eredeti értékére. Az alsó határfeltételt olyan távol (1500 km) választottuk, hogy ott a vizsgált idő alatt a vízszint nem változott. Az 5. ábrán megadott 1. változatú szabályozatlan árterű folyó tehát a 6. ábrán megadott Q = = Q(t) árhullámot kapja meg terhelésként. Az összetett szelvényű medrekben kialakuló nempermanens vízmozgások számításának félsztatikus [5] elméletével T = 6 napig számítottuk a fenti árhullám hatását. A számítás eredményeképpen minden szelvényben megkaptuk a vízállások (vízmélységek) és a vízhozam időmenti változását kifejező Z = Z(x, t), ill. H = H(x, t) és Q = Q(x, t) (15) függvényeket. Az 5. ábrán vázoltuk annak a 8 folyónak az alaprajzát, amelyek begátolását, ill. hullámtér korrekciót terveztünk és azt számítottuk. Mindegyik változatnál a középvízi medret a középső szaggatott vonal, az ártér szélességét pedig a szélső, folytonos vonalak ábrázolják. Az 1. és 2. alapváltozat B = 5000—5000, ill. B = 1000—1000 m állandó ártér szélességgel. A 3. változat ártere az 50 km-es szelvénytől kiszélesedik. A szabályozásnál ezt begátoljuk állandó B = 1000—-1000 m hullámtéri szélességre (szaggatott vonal). A 4. változat hullámtere az 50— 110 km-es szelvények között beszűkül. Szabályozással ezt a szűkületet akarjuk megszüntetni úgy, hogy a hullámteret B = 5000—5000 m-re szélesítjük ki. Az 5. változat ártere az 50—110 km-es szelvények között kiszélesedik, melyet szabályozással szüntetünk meg. A 6., 7. és 8. változat is olyan, hogy helyenként kiszélesedő árterük van, melyeket szabályozással szüntetünk meg. A 8. változatnál az erőteljes öblösödést egy nagy leszűkülés követi. A számítások, melyeknek fontosabb értékeit az 1. táblázatban adjuk meg, a következő alapgondolatokra épültek: 1. Mindegyik meder ugyanazt a Q(t) árhullámot kapja (6. ábra). 2. Mind a 8 változatra (5. ábra) gépi számítással határozzuk meg valamennyi X szelvényre a (15) függvényértékeket. így kaptuk meg az egyes szelvények tetőző vízállásait (1. táblázat 3. oszlopa). 3. Ezután a szabályozandó szakaszon az eredeti szelvényjellemzők ismeretében a klasszikus vízhozam-számítási módszerrel (5. képlet) meghatároztuk a tetőzési vízhozamot (1. táblázat 5. oszlopa), mely nem egyezik meg a nempermanens vízmozgás elméletével számított vízhozammal (1. táblázat 4. oszlopa). 4. Ezután a hullámtér feltételezett szabályozásával is elvégeztük a nempermanens vízmozgás törvényszerűségén alapuló árhullám-levonulást és meghatároztuk az egyes szelvények Z n p tetőző vízállásait (1. táblázat 9. oszlopa). 5. Végül a hullámtérrendezés feltételezésével a klasszikus módszerrel (5. képlet) is meghatároztuk a várható tetőző Z Q vízállást (1. táblázat 8. oszlopa), a vizsgálat alá vett szelvényekben (1. táblázat 1. oszlopa).
