Hidrológiai Közlöny 1982 (62. évfolyam)
9. szám - Dr. Hajós Béla: Duzzasztóművek és biztosított mederszakaszok mögötti kimélyülések számítása
Dr. Hajós B.: A kisvízszabályozási módszerek Hidrológiai Közlöny 1982. 12. sz. 427 secunder áramlás alakul ki, ami egy visszaforgó mederanyagmozgást okoz. A secunder áramlás által felkevert anyagot a főáramlás vagy visszaforgatja a kimosás üstje felé, vagy a turbulens jelenségek lebegő állapotban tartják. Ez a folyamat alakítja ki az üst felvízi oldalára jellemző rézsűszöget, amely mint később látni fogjuk, a jelenség egyik meghatározó tényezője. A legnagyobb mélységek vonalában (2. metszet) szétválik a hordalékmozgás iránya, ettől a ponttól lefelé a fenékszemcséket az áramlás a fenékről elragadja és a 3. metszet alatt vagy lerakja, vagy folyamatosan tovább szállítja. Az említett felvízoldali rézsű stacionáris áramlási feltételek mellett, viszonylag gyorsan egy határozott és a továbbiakban változatlan eséssel alakul ki, és a küszöb mögötti üst a 3. ábrán látható módon fejlődött tovább. A fentiekből következik, hogy az üst fel vízi rézsűhajlása és — ^ ma x viszony Ämm szám a kiüregelődési folyamat fontos jellemzői. A különböző kimosások időbeni fejlődését ———= =/ (t) relatív mélység iső összefüggés logaritmikus képletű ábrázolásával lehet szemléletesen megvilágítani (4. ábra). Amint látható, a folyamat első időszakában a relatív mélység gyorsan, egy exponenciális függvény szerint növekszik. Ezt a szakaszt nevezi a szakirodalom kifejlődési fázisnak. Bizonyos idő után, ami az áramlási körülményektől és a mederanyag fizikai tulajdonságaitól függ, a kimélyülés továbbfejlődése egy logaritmikus függvény segítségével írható le. Ezt a szakaszt relatív csökkenő fázisnak nevezik, amely után az egyensúlyi állapot következik, ahol az idő változásával a további kimélyülés már nem várható (4. ábra). 3.2 A kifejlődési szakasz jellemzőinek meghatározása Az előző pont alatt ismertetett első ún. fejlődési szakasz tanulmányozásával számos szakember foglalkozott, általában modellkísérletek felhasználásával. A széles körű kísérletek közül Prins, Kotoulas és mindenekelőtt Breusers eredményeit kell kiemelni, annak kihangsúlyozásával, hogy képleteik csak a fejlődési szakaszra érvényesek, és végső állapot meghatározására nem alkalmasak. A fenti megjegyzéssel Prins képlete a következő: h 0 i* h 0 (ln<— ln< 0), (2) 3. ábra. A kimélyülés fejlődési folyamata Abb. 3. Entwicklungsprozess der Auskolkung I« hmax ho függvény 4. ábra. A relativ kimélyülés változása az idő függvényében Abb. 4. Änderung der relativen Auskolkung in Funktion der Zeit ahoi : / t:= tetszőleges vízmélység t időpontban, x távolságban (3. ábra), h 0= víz mél Vség a küszöb vagy az autófenék felett, ( x v2'5 I J, tn (4) a=áramlási feltételektől függő állandó. A képlet bonyolultsága és az a tényező bizonytalansága miatt, mivel az csak előkísérletek segítségével határozható meg, közvetlen számításra nehézkes. Tényezőit vizsgálva egyszerűbben alkalmazhatónak tűnik a Kotoulas képlete, amelyet a szerző elsősorban duzzasztóművek feletti átbukás esetén kialakuló kimosások számítására javasolt. h„ + ha= 1> 9 gl.dl (5) ahol: h max =vízmélység a kíüregelődés legmélyebb pontján, A a=alvízi mélység, zlA=felvíz—alvíz szintkülönbség, <7=fajlagos vízhozam, Í/ 9 5=jellemző szemátmérő. A gyakorlatban egyszerűsége folytán a legszélesebb körben alkalmazott képlet kidolgozása Breusers nevéhez fűződik, amelyet a kiüregelődési folyamat potenciál egyenletének neveznek. (6) ahol: a=0,38, ^/[(Fmax-Fkrit)-*], Ä 0=vízmélység az utófenék felett. A képlet dimenzionálisan nem helyes. (?)
