Kézdi Árpád - Markó Iván: Földművek - Víztelenítés (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1974)

3. Markó I.: A terep víztelenítése

hatása egymással egyenlő, vagyis a súrlódási ellenállás legyőzése felemészti a magasságveszteségből felszabaduló energiát.

Az egyenletes vízmozgásra az irodalomban eddig szereplő összefüggések általában visszavezethetők a következő képletre:

v = cRmIn,

ahol v a víz sebessége, m/s; c sebességi tényező; R a nedvesített keresztszelvény hidraulikai sugara, m; I a vízszint esése, amely párhuzamos a fenékeséssel; m és n hatványkitevők, amelyek értéke az összefüggés szerzőjének mérési eredményeitől és matematikai módszerétől függően \r...— között változhat.

Leginkább elterjedt a Chézy-formula: v = c•/Rí ,

ahol a sebességi tényező Kutter— Ganguillet szerint

1 0,00155

23 + - + -----j---n 1

1 + 23 +

c =

Bazin szerint c- 87

0,00155 \ n 1

„ n

“I—~F= ]/R

ahol n a mederérdességi tényező.

(A Kutter —Ganguillet- és Bazin-féle egyenletekben szereplő n mederérdességi tényező értékei a Vízügyi létesítmények kézikönyvében megtalálható.)

Ismeretes még a Manning—Strickler-féle összefüggés is:

v = fcjR2/3/1/2,

amelyet a Chézy-féle formulából vezettek le a c = ksR1/6 fel- tételezéssel.

Mindezekhez a formulákhoz képest jóval egyszerűbb ösz- szefüggéssel számolhatunk (Markó, 1962), ha az egyenletes vízmozgást a következő alapegyenlettel definiáljuk.

Q = FsVJ,

ahol Q a vízfolyás vízhozama, m3/s vagy l/s; F a nedvesített keresztszelvény területe, m2, amely a meder mértani adataiból ismeretes; s a sebességi tényező, m/s, amely a meder érdességi tényezőjének és a nedvesített szelvény alakjának függvénye; I a mederfenék vagy a víz felszínének esése, ún. hidraulikus esés.

32

Az összefüggés egyszerűsített alakja:

Q = K]Í1 , ahol

K = F s,

K a vízfolyás vízhozamjellemzője, m3/s vagy l/s. Ha bevezetjük a

vk=sYl

egyszerűsítést, ahol vk a középsebesség, m/s, akkor Q = Fvk.

Tehát a vízhozam egyenlő a nedvesített keresztszelvény területe szorozva a középsebességgel.

Vizsgáljuk meg, hogy az előbb ismertetett összefüggések egyes tényezőit hogyan határozhatjuk meg legegyszerűbben.

A nyílt felszínű vízfolyások nedvesített szelvénye rendeltetésüktől, jellegüktől és működésüktől függően különböző lehet. A földművek öv-, oldal-, talp- stb. árkai rendszerint trapéz keresztmetszetüek. A földműveket keresztező vízfolyásokat általában kör, tojás vagy békaszáj alakú szelvényben vezetjük át.

Az F terület nagyságát trapéz alakú szelvény esetében az

F = ah + qh2

összefüggésből számíthatjuk ki (3.1. ábra), ahol a a trapéz alakú szelvény fenékszélessége, m; h a trapéz alakú szelvény mélysége, m; q a rézsű hajlásszögének kotangense.

A trapéz területét két részre bontjuk a 3.1. ábra szerint, és a 3.1. táblázatból leolvassuk a két területrész nagyságát, ezek összege adja az F területet:

F = F, + Fn.

Az árok mélysége például h = 1,0 m, fenékszélessége a = 1,4 m, a rézsűhajlás 1:1, tehát g = 1.

A 3.1. táblázat szerint:

Fj = 1,00 m2

Fr, = 1,40 m2

F = 2,40 m2

A sebességi tényező s értékét a hidraulikus sugár (R) és az érdességi tényező (n) függvényében a 3.2. táblázat

U4-—4

3.1. ábra. Trapéz alakú keresztszelvény területszámítása