Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)

5. szám - Tanulmányok, ismertetések - Sokoray-Varga Béla–Józsa János: Térbeli turbulencia –mérések felhasználása hallépcsők hidraulikai elemzésében

35 Térbeli turbulenciamérések felhasználása hallépcsők hidraulikai elemzésében Sokoray-Varga Béla, Józsa János Bp. Műszaki és Gazdaságtud. Egyetem, Vízépítési és Vízgazdálkodási Tanszék, 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3. Kmf. 4. Kivonat: A tanulmány a Denkpáli hallépcsőben elvégzett helyszíni áramlásmérésekkel és azok eredményeinek elemzésével foglalkozik. A hallépcső függőleges terelőfalas medencesorának egy reprezentatív részén kerültek az összetett, turbulens áramlási viszonyok finom tér- és időfelbontású, akusztikus Doppler-elvű műszerrel részletes feltárásra és értékelésre. Kulcsszavak: akusztikus Doppler áramlásmérés, hallépcső, turbulencia, örvényméret. 1. Bevezetés Vízfolyásaink ökológiai értelemben vett térbeli folytonossága - különösen a hosszirányú átjárhatóság egyre inkább elvárt ismérve a jó ökológiai állapotnak. Számos olyan halfajt ismerünk például, amely életében a hosszirányú vándorlás folyamatosan vagy szakaszosan meghatározó elem. Sok vízfolyáson van azonban szükség műszaki vagy egyéb szempontból duzzasztásra, amely a duzzasztómű szelvényében olyan koncentrált vízszint-különbséget és áramlási viszonyokat hozhat létre, hogy megszakad a hosszirányú átjárhatóság, megakadályozva a halak ilyen értelmű - főként a folyásiránnyal ellentétes - vándorlását. Ennek áthidalására a vízmérnöki gyakorlatban hosszú ideje hallépcsőket alkalmaznak, amelyek alapgondolata a koncentrált, nagy szintkülönbség kisebb, hal számára legyőzhető szintkülönbségek sorozatára való szétosztása. A hallépcsők tervezése azonban mind hidrodinamikai, mind ökológiai szempontból meglehetősen egyszerűsített, empirikus paraméterek alapján történik, miközben a hallépcső hatékonysága a hallépcsőbeli áramlások hidrodinamikai összetettségétől, ezen belül jelentős mértékben turbulencia-viszonyaitól függ. A tervezés és az üzemeltetés módjában való előrelépéshez az eddigiekhez képest jobban meg kell tehát ismerni és számszerűsíteni a hallépcsőkben kialakuló hidrodinamikai viszonyokat. Ehhez szolgált kiinduló esettanulmányként a Szigetközben működő Denkpáli hal lépcső, amelynek egyik műszaki kialakítású medencéjében való részletes áramlásmérés végrehajtásával, az adatok feldolgozásával, és az eredmények értékelő elemzésével foglalkozik jelen tanulmány. A vizsgálatokban nagy hangsúlyt kapott a térbeli turbulencia-viszonyok feltárása (Sokoray-Varga, 2004), amelynek módszertanát - beleértve a mérési elvet és az adatértékelési eljárásokat - jelen szám kapcsolódó tanulmánya ismerteti. 2. Hallépcsők áramlási viszonyainak jellege és jelentősége Az esettanulmányként szolgáló áramlástani feltárást a Szigetközben működő Denkpáli hallépcsőben végeztünk el, ahol a duzzasztómű, ökológiai igényt kielégítve, a mcllékágrendszer kellően magas vízszintjének biztosításához járul hozzá. A hallépcső felső szakasza egy műszaki kialakítású, 4 vasbeton medencéből álló, függőleges terelőfalas műtárgy, míg alsó szakasza egy tájba illeszkedő kialakítású, nagy érdességü, összetett geometriájú meder (/. ábra), amelyben nagy sziklatömbök segítségével váltakozva, hol szűk, gyorsfolyású, hol medenceszerüen kiszélesedő, lassú folyású részeket képeztek ki. A hal lépcső függőleges terelőfalas típusú (angolul: vertical slot fishway), medencéinek fenékszintjei lépcsősen csökkennek, és a medencék között egy függőleges állású, állítható terelőfallal kialakított, a teljes űrszelvényhez képest jelentős mértékben szűkített nyíláson áramlik a víz (2. ábra). 2-(3). ábra. A hallépcső felső szakaszának függőleges terelőfalas medencesora A függőleges nyílások helyének és méretének változtatásával befolyásolhatók a medencék áramlási viszonyai, így a gyors- és lassúfolyású szakaszok közötti arány, valamint azok térbeli elhelyezkedése megválasztható úgy, hogy a hal még fel tudjon úszni a medencesoron. A vízfolyáson felfelé (folyásiránnyal szemben) vándorló halak fő tájékozódási alapja az ellenáram érzékeléA tájba illő kialakítású szakasz A műszaki kialakítású szakasz I. ábra. A Denkpáli duzzasztó és a hallépcső helyszínrajzi elrendezése