Hidrológiai Közlöny 1979 (59. évfolyam)

7. szám - Kornisné Akantisz Zsuzsa: Saját alluviumukban kanyargó folyók vándorlásának vizsgálata kismintán

Hidrológiai Közlöny 1979. 7. sz. 308 Saját alluviumukban kanyargó folyók vándorlásának vizsgálata kismintán KORNISNÉ AKANTISZ ZSUZSA* Bevezetés A Vízgazdálkodási Tudományos Kutatóközpont Nicki folyószabályozási kísérleti telepén — a 10 kmes kísérleti folyószakaszon történő rendszeres mérések, megfigyelések mellett — 1973 óta kismintakísérleteket is végzünk. Az első időszakban a kísérleti szakasz torzított modelljén bearányosítási, módszertani, később különböző szabályozási vizsgálatok folytak. A modell tervezését, bearányosítását és a mérési módszerek kialakítását, valamint az eredmények értékelhetőségét korábbi tanulmányokban [1, 2] már ismertettük. Az első eredmények lehetővé tették, hogy torzítatlan és mozgómedrű modellen alluviális folyók kanyarulat- és mederfejlődési alapjelenségeinek vizsgálatára térjünk át. Kísérleteink céljára megépítettük egy kanyargós — tíz egymáshoz csatlakozó ívből és ellenívből álló — folyószakasz 41 m hosszú modelljét, amelynek helyszínrajza az 1. ábrán látható. Az előkísérletek során, a modellben mozgó mederanyag szemösszetételének, továbbá a jellemző keresztszelvény-alak paramétereinek meghatározásánál a Rába 58,5—68,5 fkm közötti kísérleti szakaszának adatait használtuk. Így modellünk egy „Rába jellegű" folyó 1 : 50 méretarányú torzítatlan kismintájának tekinthető. A folyó-modell, a mérési módok és a vizsgálatok programja Az előző vizsgálatainkhoz használt modell-ládát megtartottuk és abban helyeztük el az 1. ábra szerinti folyószakaszt. Az előző évek kísérleti eredményei alapján a mozgómedrű kisminta mederanyagául bonamid (1,16 g/cm

3 fajsúlyú műanyag) őrleményt és kvarc homok keverékét használtuk. A beépített mederanyag-keverék 11,3% (térfogat) bonamidot tartalmaz. A kvarcanyag szemösszetétele 0,06—5 mm között egyenletes eloszlású,, míg a bonamid 0,6—5 mm-es szemekből áll. (A mederanyag keverési arányát kísérleti úton határoztuk meg úgy, hogy a száraz beépítés után elárasztva megtartsa a beépített alakot, azaz belőle a vízfolyás természethűen szakadó partot tudjon kialakítani.) Meg kell jegyeznünk azt is, hogy bár sikerrel oldottuk meg a természetes szakadó partok modellezésének nem könnyű feladatát, ezen partok beépített anyaga a meder anyagával azonos volt. Tekintettel arra, hogy a bonamid beszerzési nehézségek miatt csak korlátozott mennyiségben * Vízgazdálkodási Tudományos Kutatóközpont, Budapest. állt rendelkezésre, a modell mederágyának meghagytuk a már korábban használt kavicsot. Erre helyeztük a vízfelszín rögzítését lehetővé tevő piezometer csöveket. Ezután mintegy 15 cm vastagságban, a tervezett meder kétszeres szélességű sávján ráterítettük a bonamidos homok mederanyagot és kialakítottuk a kanyargós folyószakaszt. A saját alluviumukban kanyargó folyók változásainak modellezése sok buktatót rejt magában. Számos sikertelen kísérlet árán jöttünk rá például arra, hogy milyen nedves anyagból kell a medret kialakítani, majd hogyan lehet a modellt elárasztani, a kívánt vízállást és vízhozamot beállítani úgy, hogy közben ne jöjjön létre medermódosulás. Az indulási nehézségeken túljutva gondot okozott az időbeli változások érzékelése, mérése, továbbá hogy milyen közelítésekkel élhetünk, ha a természetben fokozatosan és időben változó vízhozamot lépcsőkre bontjuk. A tíz egymáshoz csatlakozó ívből és ellenívből álló folyószakaszt a számított szelvény alakokkal nyolc alkalommal építettük be. (A továbbiakban tervezett v. beépített kialakítás). Az első öt alkalommal, mért időközönként lépcsősen változtattuk a vízhozamot, a másik három esetben permanens vízhozamot engedtünk a modellen, a beépített meder tönkremeneteléig. Minden esetben meghatároztuk a kialakult esést és vízfelszínt. Az indítástól számított különböző időközökben függőleges tengelyű fényképfelvételeket készítettünk (2. ábra). A felvételekből összeállítható fotótérképen jól követhető a mederből kimosódó bonamid mozgása, esetleg a felszíni áramkép módosulása, a kanyarok el- illetve letolódása. A felvételeket minden alkalommal a víz leállítása és a meder leürítése után is megismételtük. Ugyanakkor felmértük a legmélyebb pontok helyét és magasságát. Négy alkalommal 85 szelvény segítségével meghatároztuk a kialakult meder mélységvonalas helyszínrajzát, továbbá a hossz-szelvényen kívül a szelvényalakok és a medertérfogat módosulását is. A fotótérképek és mederfelvételek alapján készült helyszínrajzokról meghatároztuk a kanvarulati paraméterek alakulását. Már a korábbi vizsgálatainknál bevezettük, hogy a kanyarulat jellemzésére a folyó középvonalának helyzeti adatait használjuk. A sodorvonal helyzete ugyanis vízhozamtól ill. vízállástól függően, ha kismértékben is, de változik, így a kanyarulati viszonyok jellemzésére nem alkalmas. A modellben beállított állapotok vízhozam és esés értékeit — 1 : 50 méretarányú modellből valóságméretre átszámítva — az 3. táblázatban tüntettük fel az elvégzett mérésekkel együtt.