Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)
2013 / 4. szám - Muszkalay László 1926-2013
3 összefüggést nyertünk, amire a helyszíni mérések és a modellben végzett mérések eredményei egységesen 5 %- nál kisebb hibával illeszkednek. A továbbiakban az így számított hidrodinamikai terheléssel a mederanyag ismeretében jellemezhettük a meder várható stabilitását, illetve közelitően számíthattuk a várható legnagyobb mélységet. Hasonló számítás elvégezhető a kanyarban kialakuló gyorsulásból számítható hidrodinamikus terhelésre vonatkozóan is. Kanyarokban a hidrodinamikus terhelés számításánál a problémát a gyorsulásban résztvevő tömeg meghatározása jelentette, mivel egyértelmű, hogy a teljes kereszt- szelvényen átfolyó vízhozam nem hozhatja létre a hidrodinamikus terhelést, mert akkor az egész szelvénynek e- gyenletesen kellene mélyülnie. A kanyarokban végzett á- ramlásmérések azt mutatták, hogy egységes áramlásnak a sodorvonal és a homorú part közti szelvényrész áramlása tekinthető. A két szelvényrészben a mérések szerint a sebesség keresztirányú komponense ellentétes értelmű. Ennek megfelelően a homorú parti részben érvényesül a megnövekedett hidrodinamikai terhelés (kimélyülést o- koz, alámossa a partot) és a domború parti részben csökken a terhelés (lerakódást okoz, építi a partot), vagyis a gyorsulásban csak a homorú part felé eső szelvényterület rész-vízhozama vesz részt, a terhelést okozó gyorsulásban. Mérési eredmények hiányában a tapasztalati adatok szerint ez a rész-vízhozam a teljes vízhozam 35-45 %-a. A mederanyag és a mértékadó vízhozam ismeretében e- lőzetesen számítható az előzőek alapján a stabil kanyar biztosításához szükséges kanyarulati sugár. A Duna, Dráva és Tisza kanyarjaiban számított és mért maximális mélységek dm-en belül megegyeztek. Az együtt pulzáló áramcsövek vastagságára vonatkozó ismereteink alapján (a mélység harmada, negyede), az időegységre vonatkozó sebességszórást átlagos pulzációs gyorsulásként értelmezve számítható a mederanyagot terhelő, pulzációból származó hidrodinamikus terhelés is igen egyszerű összefüggés alapján. Ezt a terhelést azonban szerintem csak abban az esetben kell, mint önálló terhelést figyelembe venni, ha a terhelés görbületből, vagy iránytörésből nem számítható, vagy az áramlás számottevő haladó mozgást nem végez (lengés esete). E- gyébként a meghatározott terhelés éppen azáltal hozza mozgásba a mederanyagot, hogy pulzációs energiává a- lakul, és nem azáltal, hogy növeli a mederre ható nyomást. A kísérletek szerint ugyanazt a mederanyagot 25- 30 %-kal kisebb sebesség már megmozgatja, ha a vízfolyás pulzációját, örvényleválásokat okozó csillapító rácscsal, megnöveljük (ebben az esetben nincs nyomásnövekedés). A tiszalöki turbinák utáni mederszakaszokon az 1,5 m/s-os sebességű, 5 cm/s szórású sávban kimosás nem jelentkezett, de mellette a 2-3 cm/s-os sebességű, 15-20 cm/s szórású sávban 15-18 m-es kimosások keletkeznek. Mindezek arra mutatnak, hogy a meder kimélyülésében döntő szerepe a pulzációnak van, és a pulzáció mindenütt megnő ott, ahol gyorsulásból származó hidrodinamikus terhelés keletkezik. Ezek alapján, ha a folyószabályozás célja a stabilizálás, akkor meg kell akadályozni, illetve minimálisra kell csökkenteni a hidrodinamikus terhelést a gyorsulások elkerülésével (kerülendők: ütközés, iránytörés, energiatöMuszkalay László 1926-2013 rés, kis sugarú görbület stb.). A jó folyószabályozás az inflexiók környékén (Bognár Győző) tereli az áramlást és nem a kanyarban, a maximális igénybevétel helyén töri, kényszeríti az áramlást. A gödi gázló (1671 fkm) a Duna egyik legrosszabb gázlója volt (1944 nyarán maximális mélység 0,9-1,1 m között). Okának felderítése nélkül 1955-ben a meder 2/3 részét elzáró sarkantyút építettek és elzárták a Gödi sziget ágát (a hajók igen erős iránytöréssel haladhatnak át). 1975 körül a gázlót alkotó homokkőpad elkopott, a gázló erősen kimélyült. A nagymértékben megnövelt hidrodinamikus terhelés ezután a part rombolására fordult (az árvízvédelmi gátat kezdte alámosni). Ezután a sarkantyú fokozatos rövidítése helyett (feladatát elvégezte, a nem larakódásból származó geológiai, kemény képződményt elmosta, újabb lerakódásra hidraulikai ok nincs), több mint 1 km hosszban 10-15 m széles, 3-5 m magas partvédő-művet építettek, és 2 km-rel feljebb az ellenkező (védett) parton még egy sarkantyút építettek (1673 fkm). Az addig egyenletes part 1-1,5 m-esen hullámos lett, a hajózóút a szigeti oldalra került, és a hajóknak a nagy sebességben valósággal körbe kell kerülni a már feleslegessé vált sarkantyút, és ugyanakkor a partvédőművet is folytonosan javítani kell még a beton alappal rendelkező, cementbe ágyazott, burkolattal ellátott töltés szakaszán is. Ugyanakkor a második sarkantyú hatására az első felett 20 év alatt keletkezett lerakódást is elmosta a szigeti part felé eltolt áramlás. A felső sarkantyú hosszát azóta már rövidítették, de az alsóhoz nem mertek nyúlni, pedig az igen kedvezőtlen hatású, mind a meder stabilitására, mind a hajózásra. * Közepes és kis vízfolyásokban az elkeveredés nagy részét a pulzáció hatására keletkező turbulens diffúzió okozza, a konvektiv és molekuláris diffúzió hatása elhanyagolható. Duna nagyságú vízfolyásban a turbulens és konvektiv diffúzió hatása közelítően azonos nagyságú lehet adott helyeken. A diszperziós tényező és a kereszt- irányú pulzáció értéke között szoros összefüggés van, mely alapján jól számítható az elkeveredés folyamatos szennyvíz-csóva esetében. Ez elméletileg nem új, de számszerűsítése talán első a világon, mivel 40 vízfolyáson keresztirányú pulzációt és egyben elkeveredési tényezőt is még nem mértek. A csóva szélének és a maximális koncentráció értékének meghatározására matematikai-statisztikai módszert javasoltam, mivel ezek közvetlenül nem mérhetők. A meghatározott koncentrációkat normál eloszlás sűrűség- függvényével kell kiegyenlíteni. Ennek alapján megbízhatóan lehet számítani a maximális koncentráció értékét, és a szórás kétszeresével lehet definiálni a csóva szélét, mint a csóva anyagának még gyakorlatilag lehetséges megjelenési helyét (jól számítható koncentráció értékkel). Szigorú követelmények esetében a szórás háromszorosa is lehet a határ, mint az elméletileg lehetséges előfordulási hely. A mérések azt mutatták, hogy a kétszeres szórásnál van a festék csóva látható széle és a sókoncentráció regisztrálással való kimutatás határa. Érzékenyebb mérési módszerekkel kb. 2,5-szeres szórás helyén mutatható még ki nyomjelző.
