Bogárdi János: Vízfolyások hordalékszállítása (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1971)

Első rész. 1. A hordalékmozgás elmélete - 1.2 A görgetett hordalék - 1.2.2 A hordalékmozgás különböző határállapotai

pontosan számítani. Mondhatjuk azonban, hogy a vízfolyás sebessége, vagy az elragadó eró' elérte azt a határértéket, amelynél a hordalékszemre ható erők éppen egyensúlyban vannak a hordalékszem mozgás ellenében kifejtett ellenállásával.

A sebesség bizonyos értékénél tehát a hordalékkal borított mederfenék részecskéinek mozgása megindul. Ezt a nyugvás-mozgás határállapotát nevezik kritikus állapotnak.

Tovább növelve a sebességet, megindul a hordalékszemek általános mozgása. Az eredetileg sima, egyenletes mederfenék ilyenkor még sima marad, és csak a sebesség további növelése esetén keletkeznek kisebb egyenetlenségek. Megbomlik a fenék egysége és változó alakzatok, konfigurációk lépnek fel. Ezek az egyenetlenségek helyi kimosások és feltöltődések következményei, amelyeket a görgetett hordalék mozgásának megzavarása idéz elő. A fenék és a víz kölcsönhatása, valamint a kialakuló mederforma a vízmélység, a vízsebesség, a vízmozgás turbulenciája, továbbá a víz és a folyadék sajátságaitól függ.

Az első fokozatban, különösen finomszemű hordalékanyagnál, kis hullámok, ún. homokhullámok keletkeznek. Az elragadó erőnek, illetőleg a sebességnek további növelésével erőteljesebbek lesznek az egyenetlenségek és a mederfenéken az ún. dűnék keletkeznek. A dűnék hosszmetszete háromszögalakú, enyhe felső és meredek alsó lejtővel. A dűnék a vízsebességhez viszonyítva aránylag kis sebességgel lefelé mozognak. A dűnék önmagukat létesítik, mert az eredetileg sima mederfenéknél elegendő néhány hordalékszem kiemelkedése, vagy bármilyen más zavaró tényező és már is megindul a dűnék keletkezése.

A homokhullámok és dűnék lényegileg azonos mederalakulatok, a különbség csak a méretekben jelentkezik: a dűnék is homokhullámok, de erőteljesebb kialakulással és nagyobb méretekkel. Éppen ezért újabban a homokhullámokat és a dűnéket együttesen „dűne” elnevezés alatt tárgyalják.

Ha a hordalékrészecskére ható erőket tovább növeljük, a dűnék kisimulnak, a meder állékonnyá válik. A hordalékmozgásnak ezt az állapotát az átmenet határállapotának nevezik. Az átmeneti határállapot gyakran elmarad, és a dűnék kialakulását közvetlenül az ún. antidűnék követik. Ilyenkor a vízfelszínen fellépő hullámok is befolyásolják már a hordalékmozgást és olyan kimosásokat és fel- töltődéseket létesítenek, amelyeknek hosszmetszete elnyújtott szinuszoid alakú. Az antidűnék a vízmozgás irányával ellentétesen, lassan felfelé mozognak.

Bár igen sok kutató foglalkozott a kérdéssel, a különböző mederformák kialakulására még ma sincsen minden szempontból elfogadható magyarázat. Kármán a turbulenciával, Liu pedig a hordalékos fenék és a folyadék érintkezési felületének instabilitásával magyarázta a dűnék kialakulását. A mederformákat Exner, újabban pedig Kennedy időbeli kialakulásuk alapján vizsgálták. Értél, H., Simons, D. B. és Führböter, A. a mederformák magasságából kiindulva a görgetett hordalékhozam segítségével vizsgálták a mederformákat.

Igen jelentősek Kennedy elméleti és kísérleti kutatásai, amelyek több, gyakorlatilag is hasznosítható eredményre vezettek. így például Kennedy azt találta, hogy a dűnék kialakulása a Froude-számtól, a D vízmélységtől és annak értékétől függ, hogy milyen mértékben csökkenti a hordalékszállítás a helyi sebességeket.

144