Hidrológiai Közlöny 1997 (77. évfolyam)

1-2. szám - 3-4. szám - 4. szám - Bezdán Mária: A vízhozam és a vízállás különleges kapcsolatai a Tisza vízjárásában

] 198 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1997. 77

. ÉVF. 3. SZ. Németh E. megállapítása: az árhullámoknál egy adott szelvényben a teiőzések bekövetkezési sorrendje: esés, sebesség, vízhozam, vízállás. Vágás I. (1984) tanulmánya szerint az árvízi hurokgöibére vonatkozóan addig közölt megfigyelések pontosak voltak, és az értékelések is ezek nyomán keletkezően meggyőzőnek és megalapozottnak tekinthetők, de a valóságnak még csak az egy ik felét jellemzik. A szakirodalomban száz éven át leírt árvízi hurokgörbe amely a vízállásokat a vízhozam függvényében a kialakulás történetiségében ábrázolja - csak azokat az árhullámokat jellemzi, amelyek felülről lefelé terjednek a vízfolyásokon. Ezeknél valóban fennáll az az ismert tulajdonság, hogy ugyanannál a vízállásnál áradás idején nagyobb a vízhozam, mint az apadáskor, és hogy a tetőzések az előzőkben meghatározott sorrendben következnek egymásra. Az ilyen árhullámoknál a levonuláskor a csúcs-vízhozam szelvényről-szelvényre csökken, vagyis ezek az árhullámok ellapulók. Azoknál a folyóknál azonban, amelyeknél a kis vízszín-esés miatt a befogadó, vagy a mellékfolyók természetes vízszín-duzzasztásai, vagy süllyesztései határozzák meg alulról-Jolfelé terjedően az árhullámok kialakulását, és főként, tetőzési viszonyait, az árvízi hurokgörbe az eddig ismertekkel szemben: ellentétes kanyarodású. Emiatt ugyanannál a vízállásnál áradás idején kisebb a vízhozam, mint apadáskor. Itt a tetőzések sorrendje is fordított: vízállás, vízhozam, sebesség és esés tetőzése következik egymásra. Ezeknek az árhullámoknak a csúcs-vízhozama a lefelé haladás során növekszik, (a vízállása ugyanakkor csökken), tehát itt most az ellapulás szabálya másként érvényesül. Szaktudományunk sokáig nem érzékelte az alulról felfelé haladó, a befogadó, vagy a mellékfolyók okozta természetes duzzasztásokból, vagy süllyesztésekből származó folyami árhullámok hatásait. Jelentőséget sem tulajdoníthatott ezért ezeknek, pedig elsősorban a Tisza jellegzetességei voltak. Nyilvánvaló tehát, hogy a megfelelő következtetéseket ezután kell részletesebben kidolgoznunk. 2. A permanens, hely szerint változó sebességű vízmozgásokra vonatkozó fontosabb tanulmányok A permanens, hely szerint változó sebességű vízmozgások elemzése folyók esetében elsősorban a vízfelszín alakjának: a felszín-görbének a meghatározását jelenti. Erre vonatkozóan a múlt század közepe óta számos elméleti megközelítés keletkezett, főként amiatt, mert a hidraulikai összefüggések alapján olyan bonyolult számításokra volt szükség, amelyek a számítógép megjelenése előtt igen időigényesnek bizonyultak. Emiatt a nehézség miatt az elméleti meggondolások is hajlottak a lehetséges egyszerűsítések felé, de elterjedtek grafikus, tehát szerkesztéses módszerek is. Kovács György (1952) végezte el tanulmányában a duzzasztási görbék számítására ajánlott, hazánkban akkor ismert és használatos legfontosabb módszerek hidromechanikai összehasonlítását, és a következő lényeges megállapítást tette: "Ha a kOlönbfliö felszíni görbék számítására vonatkozó formulák levezetését vizsgáljuk, azt találjuk, hogy bár ktllőnbözö hidraulikai alapból Indulnak el, egy pontban mindenképpen összetalálkoznak, Illetőleg, a levezetés egy bizonyos fokán a kapott eredményt kis matematikai átalakítással közös formára hozhatjuk". Az eredeti tanulmány az összehasonlítást Ríihlmann és Tolkmitt régebbi, továbbá Dahmetev, Rahmanov, Dernadszkij, Pavlovszkij és Salamin Pál akkor újabb módszereivel végezte el, de foglalkozott még a vízszintes, illetve a valós kezdeti eséssel megrajzolt parabolával közelitelt duzzasztási görbék esetével is. Ríihlmann (1880) elmélete a víztömeg energiája és végzett munkája alapján, Tolkmitt (1907) elmélete pedig a Cliézy-képletben szereplő gyorsító és lassító erők és a tömeg-gyorsulás közötti összefüggésből indult ki. Dahmetev a Benwulli-egyenlet egy bővített alakját használta (Németh E., 1963), a három (akkor) szovjet kutató, Rahmanov, Bernadszkij és Pavlovszkij a teljes veszteség-magasságnak részekre bontásával (a sebességmagasság, a helyi ellenállások, és a súrlódási veszteségek magasságának változása alapján) választott kiindulást (Szesztay K., 1951) . Kovács Gy. az itt felsorolt kutalók egybehangolt elméletei alapján végeredményként a következő összefüggést írta föl: dz Q

2 Q

2b dy (i

) / = dx C

2RF

2 gF

3 dx amelyből - újabb jelölések bevezetésével - Bahmetev és Seggem (1949) alábbi differenciálegyenlete következett: V dy dx 1= í. K. KJ (2) íM kr Ax(l)éa (2) egyenletben: V M J i «• a duzzasztott (süllyesztett) vfzszin esése, i, = a permanens állandó vfzmozgási vfzszin esése, l " a vfzszin abszolút (geodéziai hasonlító sfk fölötti) magassága, y = a vfzszinnek a permanens állandó vízmozgás! vfzszin fölötti magassága, x " vízszintes távolság, Q - vfzhozam (permanens vízmozgásnál Időben állandó), c — a Chixy-file sebességtényezó, F-a folyószdvény felülete, R - hidraulikus sugár (az / szdvény-Mület és a P nedvesített kerület hányadosa), h-m víztükör szélessége, g - a gravftádós gyorsulás (9,81 m.j

3), K - C.F.R M - fajlagos vízszállító-képesség ("vízhozam-modulus"). K, = fajlagos vízszállító-képesség, permanens, állandó vízmozgás! szint mellett, A/ - M - a Seggem által bevezetett "súlyozott terület", MIIT • Q/g *•' - "I M tényezőnek az áramlás-rohanás határához tartozó értéke. Kovács Gy. (1952) idézett tanulmányában megvizsgálta, hogy milyen hiba származhat abból, ha a sebesség-magasságok különbségeinek hatását számításainkban elhanyagoljuk. A folyókban előfordulható legszélsőségesebb számértékekkel végzett összehasonlításai alapján tett lényeges megállapítása volt, hogy a duzzasztási, vagy a süllyesztési vízszínvonal helyzetének meghatározásánál a pontos és a sebességmagasságokat elhanyagoló számításból eredő eltérések 3,8 %-nál nem lehetnek nagyobbak. Ez viszont lényegtelen, tehát a különböző elméletek által levezetett összefüggéseink egyszerűsíthetők. Kovács Gy. ezzel egyúttal igazolta a Salamin Pál