Kozák Miklós: A szabadfelszínű nempermanens vízmozgások számítása digitális számítógépek felhasználásával (Akadémiai Kiadó, Budapest, 1977)
Első rész. A szabadfelszínű permanens és nempermanens vízmozgások elmélete - 1. A szabadfelszínű permanens és nempermanens vízmozgások
gek, az érdességi tényező és a kanyarulati viszonyok, továbbá a szelvényalakok hosszúság menti változása, mely a természetes medreknek velejáró sajátossága. Külön nehézséget jelent a vízfolyások kanyargóssága, amely olyan hullámreflexiót okoz, amelyet még a kétdimenziós áramlás elméletével sem tudunk figyelembe venni. Megjegyzendő, hogy a természetes medrekben kialakuló nempermanens áramlások számítása a hidraulikának egyik legfelderítétlenebb, de nem megoldhatatlan területe. A két- és háromdimenziós áramlások számításának egyelőre számos nehézsége van még permanens vízmozgások esetében is. A kétdimenziós áramlások elméletét általában csak tavak és tengerparti áramlások, továbbá kisebb területű folyadékterek számítására alkalmazzák [1, 47]. 1.3.2. NEMPERMANENS VlZMOZGÁSOK ÖSSZETETT SZELVÉNYŰ MEDREKBEN Folyók árhullámai rendszerint összetett szelvényű medrekben alakulnak ki. Ezzel a problémával az 5. fejezetben foglalkozunk. Várható, hogy az ilyen medrek esetében a számítás nehézsége tovább fokozódik. Az alapvető nehézségeket a meder szabálytalansága mellett a főmeder és a hullámtér teljesen eltérő víz mélységi, érdességi, szélességi és kanyarulati viszonyai okozzák. A hullám deformációjában a legjelentősebb szerepe a hullámtérnek van, részben tározó hatása, részben szeszélyesen változó érdessége miatt. Általános tapasztalat, hogy a hullámterek ellenállása rendkívül nagy a főmederhez viszonyítva [188]. 1.3.3. NEMPERMANENS VÍZMOZGÁSOK ÖSSZEFÜGGŐ FOLYÓRENDSZEREKBEN A vízmozgások rendszerint nem egymástól elkülönült, hanem egymással összefüggő fő- és mellékágak sokaságából álló rendszerekben alakulnak ki. Az ilyen vízrendszereket a számítások során magányos szakaszokra kell bontani. Ezzel az egyes szakaszok számításának lehetőségét a magányos medrek 1.3.1. és 1.3.2. alatti esetére vezethetjük vissza. Az egyes mederszakaszokat azonban a számítások során hidraulikailag megfelelően kell csatlakoztatni. A 3. és 4. fejezetben látni fogjuk, hogy a folyórendszerek számítása során éppen ez jelent nehézséget. 1.4. A SZÁMÍTÁSOK CÉLJA A nempermanens vízmozgásokra vonatkozó számítások célja a feladattól és a kívánalmaktól függ. Néha elegendő csak partikuláris megoldást alkalmazni. Ha a megoldásban teljességre törekedünk, akkor általános megoldást alkalmazunk, ami az (1.2 — 1) összefüggések előállításával egyértelmű. A számítások célja ui. általános esetben a Q és z (vagy v) hidraulikai jellemzők (1.2 — 1) függvényének meghatározása, melyekkel minden egyes szelvényben (x), bármely időpillanatban (t) ismerjük az áramlás valamennyi (Q, z, F, v) hidraulikai jellemzőjét. Figyelembe véve a számítástechnika fejlődését, a továbbiakban a csaknem minden gyakorlati igényt kielégítő általános megoldásokkal foglalkozunk. A következő feladat a nempermanens áramlások fizikai törvényszerűségét kifejező alapegyenletek felállítása. 48
