Hidrológiai Közlöny 1980 (60. évfolyam)

7. szám - Harkányi Kornél: Természetes vízfolyások simasági paramétereinek sztohasztikus vizsgálata

Hidrológiai Közlöny 1980. 7. sz. 318 Természetes vízfolyások simasági paramétereinek sztochasztikus vizsgálata HARKÁNYI KORNÉL* 1. Bevezetés A folyami vízépítő mérnöknek számos fel­adata megoldásánál gyakran van szüksége a kü­lönböző hidraulikai feltételeket kielégítő felszín­görbék meghatározására. A kis- és középvízi meder szabályozása, a folyók csatornázása, duz­zasztóművek, tározók és vízkivételek tervezése, valamint hajózási kérdések megoldása során a meder simasági paramétere a felszíngörbe szá­mítás egyik igen fontos hidraulikai paramétere. Gyakran felmerül a kérdés, hogy a folyó hossza mentén a simasági paraméterek értékeinek a változása törvényszerű-e, vagy csak a véletlen függvénye; egyértelműen jellemezhetők-e ezek a paraméterek csupán a várható értékükkel és a szórással; a determinisztikus és a véletlen kom­ponenseknek mi az aránya; az egymást követő keresztszelvények közötti szakaszokra jellemző simasági paraméterekből álló adatsorok tartal­maznak-e periodikus összetevőket; a simasági paraméterek meghatározása mennyire megbíz­ható; és az értékük mennyire függ a számításuk­hoz alkalmazott számítási modell egyes paramé­tereiben rejlő bizonytalanságoktól. Az itt felsorolt kérdések megválaszolása cél­jából indult kutatómunka a VITUKI Vízrajzi Intézetében, mely kutatás első lépéseiről és ered­ményeiről számol be jelen tanulmány. Termé­szetesen most még korai lenne messzemenő kö­vetkeztetéseket levonni ezekből az eredmények­ből, további kutatásokra van még szükség, me­lyek irányaira és céljaira a tanulmány egyes he­lyein is utalni fogunk. Arra azonban már most egyértelműen fény derül, hogy a vízfolyások simasági paramétereinek vizsgálatát sztochasz­tikus módszerek alkalmazásával lehet és kell folytatni, mivel a véletlen jelenségek döntő be­folyást gyakorolnak a simasági paraméterek ér­tékeire. Az itt bemutatott vizsgálati módszerek a hid­rológiai idősorok elemzésénél jól bevált eljárások, melyek a hidraulikai vizsgálatoknál is célszerűen alkalmazhatók. Sajnos a sztochasztikus vizsgá­latok a hidraulikai folyamatok tanulmányozása során nem terjedtek el megfelelően széles körben így az ezzel foglalkozó hazai és külföldi irodalmak száma is viszonylag kicsi (a sztochasztikus hid­raulikával foglalkozó Első és Második Nemzetközi TAHR Szimpózium kiadott anyagában levő ta­nulmányokon kívül). Ezért a tanulmány meg­írásakor főleg az idősor elemzéssel [1—5], vala­mint azok hidrológiai alkalmazásaival foglalkozó [6—12] irodalmakra támaszkodtunk. * Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Központ, Budapest 2. A simasági paraméterek meghatározása A sztochasztikus vizsgálatok és azok eredmé­nyeinek ismertetése előtt tekintsünk át néhány hidraulikai fogalmat, valamint a simasági para­méterek számítási módszerét. Nem célja a tanul­mánynak a különböző hidraulikai módszerek áttekintése és megbízhatóságuk jellemzése, így csupán a magyarországi vízügyi gyakorlatban leggyakrabban alkalmazott módszert választottuk ki, és annak segítségével számított paramétere­ket fogjuk vizsgálni. A természetes vízfolyások medrében a folyadék­mozgást a legáltalánosabban a Navier-Stokes­egyenlet írja le, melynek a Gromeko alakja a következő (lásd [13]-ban) dt =P -— — vx rot v = 1 . a — grad j>-\-— -rot - rot v (1) amelyből a nehézségi erőtérre nézve leverethető a Bernoulli egyenlet, illetve ennek általánosításá­val a már nemcsak egyes áramvonalakra, hanem keresztszelvényekre érvényes energiaegyenlet [13]; 2 g y vl i Pi , I T, , 1 í d v A <*~i ^H—-+z 2-\-h v-\ / 37 dr. 2g y g J í)t (2) A folytonossági egyenlet legáltalánosabb alakja: Az (1—3) egyenletekben alkalmazott jelölések; v — a sebességvektor P — a tömegerő jp — a nyomás y — a fajsúly Q — a sűrűség fi — a viszkozitás a — a kinetikus energia diszperziós tényezője z — geodéziai magasság Q — a vízhozam F — a szelvényterület Az (1—3) egyenletekből a Chezy-Strickler­Manning-Szigyártó-féle egyenlet levezethető (A részletes levezetést a [14]-benSzigyártó adta meg). Az egyenletből k-t kifejezve (4) k=Q. r y ahol k — a simasági paraméter (két szelvény közötti szakaszra jellemző paraméter)

Next

/
Thumbnails
Contents