Hidrológiai Közlöny 1981 (61. évfolyam)
4. szám - Dr. Kozák Miklós–Dr. Horváth László: A szabadfelszínű permanens áramlások számítása rendszertechnikai szemlélettel
156 Hidrológiai Közlöny 1981. 4. sz. Dr. Kozák M.—dr. Horváth L.: A szabadfelszínű permanens 9. ábra. Folyami vízlépcsőrendszer sematikus vázlata 4 bb. 9. Schematische Skizze eines Fluss-Staustufensystems Puc. 9. CxeMa KüCKaőa petHbix eudpoyíAoe A csatorna elhanyagoltsága, ill. jól karbantartott állapota a meder kisebb (k=20), ill nagyobb (&=40) simasági tényezőjében, a műtárgyaké pedig a helyi ellenállási tényező nagyobb, ill. kisebb értékében jut kifejezésre. Elgondolkoztató eredmény, hogy az azonos H = 3,30 m kezdeti vízmélységről induló két felszíngörbe között (7. ábra) a főág végén már több, mint másfél méter a szintkülönbség, de a viszonylag rövid mellékágakon is több, mint egy méteres eltérés adódik (8. ábra). 3. 2. V ízlépcsőrendszer számítása A rendszertechnikai szemléletű számításmód előnyei folyami vízlépcsőrendszerek esetében is eredménnyel bemutathatok. Ennek illusztrálására egy több műtárggyal belépcsőzött folyószakasz számítására is közlünk egy példát. 3. 2. 1. A feladat leírása. Adott a 9. ábrán vázolt három műtárgyból és négy — tetszőleges hidrául ikai és geometriai jellemzőkkel rendelkező—folyószakaszból álló rendszer. A duzzasztó műtárgyak álló- vagv mozgatható gátszerkezetek, ill. zsiliptáblák lehetnek. Jelen esetben a I — gyakorlati szelvényű állógát II — élesszélű zsiliptábla (felemelt szegmensgát) III — élesszélű mozgatható bukógát. A műtárgyak szelvényében koncentrált vízkivétel (hozzáadás) történik. Feladatunk kettős: a) először a műtárgyak adott beállításához határozzuk meg a felszíngörbéket, majd —• ellenőrzésképpen — b) az így kiszámított Z } és Z„ felvízi- és alvízi vízszintekből kiindulva, egy más szubrutinnal (vagy ugyanannak a szubrutinnak egy más részét aktivizálva) visszaszámoljuk a műtárgy jellemző adatait (táblanvitás, bukóéi szintje stb.) A két eredménynek egymással hibahatáron belül egyeznie kell. 3. 2. 2. Az alkalmazott szubrutinok. A GAT nevű szubrutin a vizet felülről átbocsátó műtárgyak (állógátak, billenőlapos gátszerkezetek) számítására alkalmas. A h átbukási magasság, a B szélesség, vagy a Q vízhozam automatikus meghatározását végzi el (ha a fenti három változó közül kettő adott), szabad (tökéletes) vagy alulról befolyásolt átbukás esetére. (Ez utóbbi esetben a b tényező számítását egv külön function — a BEDUZ — végzi.) A GAT szubrutin szerves részét képezi az általa aktivizált MO szubrutin. Ez az átbukási tényező meghatározására készült, s 4 féle élesszélű, 3 féle íves vonalazású és 5 féle gyakorlati szelvényű gát esetén teszi lehetővé az átbukási tényező automatikus számítását a GAT szubrutinban meghatározott pillanatnyi hidraulikai jellemzőkhöz. Megemlítjük, hogy a Q vízhozam számítása esetén az alvízmélységet is számítanunk kell (TRAPÉZ v. TRATER szubrutin), ettől függ ugyanis az átbukás jellege (szabad v. beduzzasztott), s így végső soron a Q értéke. A zsiliptáblák, — ill. a vizet ahdról átbocsátó egyéb mozgatható gátszerkezetek - hidraulikai vizsgálatához 3 szubrutint készítettünk, a H felvizi nyomómagasság (ZSILHO), az a táblanyílás (ZS1LA) és az átfolyó Q vízhozam (ZS1LQ) számítására. (Két meghatározó változó mindegyiknél adott kell. hogy legyen.) Mindhárom szubrutin aktivizálja a PSZI function-t, mely a i/> kontrakciós tényező értékét számítja az adott ajH függvényében. A szubrutinok mind szabad kifolyás, mind beduzzasztott átfolyás számítására alkalmasak, az eltérő matematikai modellre történő átállást automatikusan végzik, s input adatként megadják a kifolyás jellegét is. A ZSILQ szubrutin alkalmazása esetén az alvízmélység számítására a szubrutinon belül — a GAT-hoz hasonlóan — automatikusan sor kerül. 3. 2. 3. A feladat megoldása. Mintapéldánkban a III. gáton átbukó vízhozamot nem adtuk meg, (hanem helyette a felvízszintet és a bukó koronaszintjét), így a szükséges geometriai adatok és a Q meghatározásával kezdődik a számítás. (Ezt a megoldást egyébként azért választottuk, hogy a „visszafelé" számításnál a GAT szubrutinnak egy más részét „mozgathassuk meg".) Tételezzük fel. hogy a 111. gát elegendően magas, így szabad átbukás van. A Q : i meghatározását a GAT szubrutin végzi. A vízhozam ismeretében számítható a Q x értéke, ill. az I. műtárgy alvízszintje. Ez utóbbit a TRAPÉZ szubrutin végzi (egyszerűség kedvéért e példában is prizmatikus mederszelvényt vettünk fel). A gát adatai ismeretében az átbukási magasság és ebből a 2 böge alsó határfeltételi szelvényének vízmélysége meghatározható. A számítást a GAT szubrutin végzi. Következik a 2 böge felszíngörbéjének számítása a PRIZFG szubrutinnal. Ennek „végeredménye" a II. műtárgy alvízi vízmélysége, melynek ismeretében viszont a II. zsiliptábla mögött kialakuló felvízmélység határozható meg a ZSILHO szubrutinnal. AH. műtárgy felvízszintje a kiindulás az új felszíngörbe számításához, ezúttal a 3 bögében. Ezt is a PRIZFG végzi el. Mivel a III. műtárgy Zj felvízszintjét kiindulási adatként adtuk meg, a számítás első részét — a felszíngörbék meghatározását — elvégeztük.
