Hidrológiai Közlöny 1984 (64. évfolyam)

3. szám - Dr. Szigyártó Zoltán: A nempermanens viszonyok közötti vízhozam meghatározásának elméleti alapjai

150 Hidrológiai Közlöny 1984. 3. sz. Dr. Szigyártó Z.: A nempermanens viszonyok vonatkoztatott mozgási energia magasságától, továbbá az a*, a Q és az A 1 m-re eső változásának a relatív nagyságától, pontosabban ez utóbbiak együttes hatásától függ. így igen lényeges az a körülmény, hogy a zárójelben levő három tag közül csupán a második, a vízhozam hosszmenti változásának a hatását kifejező szimbólum az, amelynek értékét csak az árhullám jellege befolyásolja. A másik két tag nagyságára elsősorban a helyi morfológiai viszonyok vannak hatással. Egy-egy kiöblösödés következtében ugyanis, bizonyos vízállás tartományokban a nedvesített terület néhány száz méteren belül akár másfélszeresére nőhet. Ha pedig ezeken a helyeken holtterek, visszafolyások keletkezhetnek, úgy ugyanezen a hosszon az <x* értéke egy esetleges, 1,1 körüli értékről akár 3,0 fölé is emelkedhet» Mindez természetesen megelőzhető a mérési szelvény megfelelő kiválasztásával. Ezért általános irányelvnek lehet tekinteni azt, hogy a mérési keresztszelvény olyan helyre kerüljön, amelynek környezetében a nedvesített területben és az áramkénben jelentős változások semmilyen vízállásnál sem tapasztalhatók. Igaz azonban más oldalról az is, hogy ha a mérési szelvény helye az előbbiek figyelembevételével nem is a legkedvezőbb, ebből még különösebb probléma általában nem származik. A nedvesített terület folyásmenti hirtelen tágulása ugyanis szinte törvényszerűen nagyobb kiterjedésű kis sebességű tartományok, holtterek képződésével, tehát az a* jelentős megnövekedésével jár együtt. Vagyis kedvezőtlen helyű mérési szelvény esetén, az ellenkező előjelek miatt a szóbanforgó két tag egymás hatását lerontja. Mindezek ellenére mégis csak jobb az, ha legalább a mérési szelvényben közel egyenletes sebességeloszlás uralkodik. Következik ez abból, hogy az a* értéke — mintegy 1,15-ös érték felvételével [7, 618. o., 9] —• megbízható módon csupán ilyen esetben becsülhető. Egyébként pedig az I

r kiegészítő esés értékét, kizárólag az a* becslésből származó hatás következtében, akár 100%-os hiba is terhelheti. Ezért általános irányelvnek tekinthető az is, hogy a mérési szelvényben lehetőleg minden vízállásnál közel egyenletes sebességeloszlás uralkodjék. Összefoglalásként tehát az mondható, hogy a mai ismereteink mellett az /„ figyelembevétele csak akkor indokolható, ha a vízállás magasságától függetlenül — a mérési szelvényben a sebességeloszlás közel egyenletes, s — mind az a*, mind pedig az A hosszmenti változását el lehet hanyagolni. Tehát az /„ értékével csupán akkor van értelme számolni, ha egyúttal a (11) összefüggés helyett az egyszerűsítések és az a* = 1,15 érték behelyettesítésével adódó Árképlet is használható. i,i5-e dQ gA

2 dx (12) A gyorsítási energiaszükségletből adódó kiegészítő esés. A gyorsítási energiaszükségletből adódó, s a (9) összefüggéssel definiált kiegészítő esés jobban kifejtve, s ennek érdekében a vt , a Q és az A közötti (4) kapcsolatot figyelembe véve, továbbá a kijelölt differenciálást elvégezve az Q a dQ 1 Í)A A dt (13) gA {Q dt kifejezésbe megy át. Szavakban kifejezve: az l

a értékét a mérési szelvény pillanatnyi vízhozama és nedvesített területe, továbbá ezek 1 s-ra eső változásának a relatív nagysága határozza meg. Mindegyik tag értékét kizárólag az árhullám jellege határozza meg. Figyelembe vételüknek sem elvi, sem gyakorlati akadályai nincsenek. Szempontok az alapösszefüggés gyakorlati használatához Alapadatok, pontosság Egy elméletileg helyes összefüggés gyakorlati hasznosíthatósága nagymértékben múlik azon, hogy a hozzá szükséges alapadatok beszerezhetők-e illetve, hogy beszerzésüknek melyek a feltételei, s hogy az alapadatok elvárható megbízhatósága kielégíti-e a velük szemben támasztott követelményeket. Egyszóval döntő kérdés, hogy az elmélet adta lehetőséggel a gyakorlatban lehet-e, érdemes-e élni. Ez volt tehát az oka annak, hogy két alapadattal, a vízfelszín esésével, s a módosított Coriolis tényezővel, pontosabban ezek meghatározhatóságával az alapösszefüggés kifejtett alakjának levezetésekor már eddig is, külön foglalkozni kellett. Ezen fejtegetések során — s az alapösszefüggés bizonyos szükségszerű egyszerűsítésével — jutottunk végül is arra a megállapításra, hogy a levezetett függvénykapcsolat szerint a nempermanens viszonyok közötti vízhozam értékét — a vízfelszín dZ dx folvásiránvú esése; ezenkívül — maga a Q vízhozam, továbbá ennek '^ß- hosszmenti- és -időszerinti változása, dx dt — az A nedvesített terület és ennek időszerinti változása dt — az R hidraulikus sugár, s végül — a C sebességi tényező határozza meg; s hogy egyben ezek azok az alapadatok, amelyek többé-kevésbé megbízható megmérésére, illetve becslésére valóban mód is nyílik. Ezek közül már korábban is foglalkoztunk a dz dx •vízszineséssel, amely értelemszerűen a keresztirányban kiegyenlített vízfelszín folyásirányú esésével azonos. Megállapítottuk, hogy a gyakorlati munka során, kanyargós folyók esetén ennek meg-