Technikatörténeti szemle 13. (1982)

TANULMÁNYOK - Fejér László: Fejezetek a folyami vízsebességmérés történetéből

hogy az úszó fajsúlya lehetőleg minél jobban közelítsen a víz fajsúlyához, mert így a gömbúszó kevésbé emelkedett ki a vízből, s kisebb mértékben volt kitéve a szél támogató vagy gátló hatásának. A későbbi időkben egyre inkább tért hódítottak a lemezből készült üres fémgömbök, melyek a tetejükön levő kis nyíláson keresztül söréttel, kaviccsal vagy akár vízzel megfelelően terhelve tetszés szerinti mélységbe süllyeszthetők voltak. Ez esetben, hogy a gömb mozgását a felszínről ellenőrizni tudják, összekapcsolták egy felszíni úszóval. Méréskor a folyó sodorvonalával lehetőleg párhuzamosan a parton kitűztek egy 100—200 m hosszú szakaszt. Ennek végpontjaiból merőlegesekkel kijelölték (kitűzőrúddal vagy zászlókkal) a vízsebesség mérésére alkalmas sodorvonal alsó és felső végét. Ezután a kijelölt felső pont felett kb. 30 méterrel a sodorvonalban eleresztették az úszót. A parton egy ember figyelte az úszót, s mikor az elérte a kijelölt felső pontot, kezdte mérni az időt, és folytatta addig, míg az úszó el nem érte a szakasz alsó végét. A megtett út és a mért idő hányadosa adta a folyószakasz felszíni sebességét. Ezt az értéket megszorozták a középmélység értékétől függő, 0,7—0,8 közötti számmal, és az így kapott eredmény volt a középsebesség. A kapcsolt úszók, kezdetlegességük ellenére is, fontos műszerei voltak a hidrometriának. A múlt század közepén hasonló készülékkel végezték történelmi méréseiket az amerikai Humphreys és Abbot, valamint a német Hagen és Grebenau is. Az úszókon kívül a 17. században egyéb sebességmérő műszerek is felbukkannak. A kor legnevesebb hidraulikusa, az olasz Domenico Guglielmini (1655— 1710), azok közé a tudósok közé tartozott, akik kísérleteikhez maguk szerkesztette műszereket használtak. 1690-ben megjelent könyvében írja le áramlásmérő kvadránsát. Műszere egy negyedkör alakú fakeretből állt, melynek sarokpontjára — vékony viaszozott fonálon függő — 4—5 cm átmérőjű csontgolyót erősített. A folyóvízbe engedett golyót az áramlás elragadta, s a sebességre a fonál kitérésének szögéből lehetett következtetni. Hogy a szögmérő fakeret függőleges szára valóban merőlegesen álljon a víz színére, kezdetben függőt, később pedig libellát használtak. A kvadráns hitelesítését a következőképpen végezték: úszóval meghatározták egy folyószakasz felületi sebességét, majd ugyanazon szakaszon felállították a kvadránst. Többször mérték vele a felületi sebességet, s a kapott értékek közepét vették. Mivel azonos golyó esetén két mérésből nyert sebességek úgy aranylottak egymáshoz, mint kitérési szögei tangensének négyzetgyökei, az öszszefüggés alapján a keretre rávéshető volt a sebességek skálája. Guglielmini műszere kis mélység és sebesség esetén még megközelítette a valóságos értéket, de mély vagy sebes vízfolyásoknál használhatatlanná vált. Ugyanis 5—6 méter mélységben a fonal nem egyenesen, hanem a ráható nyomás következtében ívesen feszült meg, ezáltal a valóságos sebességnél jóval nagyobbat mutatott. Guglielmini készülékének e hibája következtében továbbra is fenntartotta azt a nézetet, mely szerint a függélyben a sebesség a mederfenéken éri el a maximális értéket. Elméletének gyengéire már kortársai is rámutattak. Műszere ennek ellenére még a 19. század végéig használatos volt. A 18. század, az ipari forradalom kezdetének százada, bővelkedett a vízsebességmérés gyakorlati problémáit megoldani kívánó ötletekben. Leonardo Ximenes (1716—1786) nevéhez fűződik a „Ximenes féle vízizászló" (Ventola ydraulica), melyet a neves olasz természettudós alkotott meg és használt nagyobb vízmélységbeli sebességek felderítésére. Műszere tulajdonképpen egy „áramlásmérleg". Ximenes a víznyomás fölvételére szolgáló táblát hosszú,