Starosolszky Ödön: Vízépítési hidraulika (Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1970)
III. A vízmozgás szabad felszínű mederben
alakúra, látható, hogy a baloldalon felsorakoztatott tagok a két vizsgált szelvény közötti energiatartalom-változást fejezik ki, amely egyenlő a veszteségekre és a gyorsításokra elfogyasztott energiatartalommal. Mivel nyílt vízfolyásban a nyomás a h vízmélységtől függ, = //, azért ez a vízfelszín eséséből eredő zl — z2 taggal összevonható. Ha a szelvényterület prizmatikus és a felszínesés egyenletes, valamint a vízmozgá permanens, azaz permanens egyenletes vízmozgás van prizmatikus mederben, nyilván való, hogy a két szelvény közti energiaveszteség a két szelvény közötti vízszínesésből d F következő vízlépcső nagyságával egyenlő. Ha a vízmozgás permanens, akkor j- = 0 Amint az előzőekben felvázoltak mutatják, alapvető fontosságú a hv súrlódási tag, amely a vízmozgás és az őt határoló meder jellemző sajátságaitól függ. A vízépítési gyakorlatban nyílt medrekben szinte mindig turbulens mozgás van, mivel mind a sebesség, mind a jellemző méret a Reynolds-szám képzéséhez elég nagy értékű, és így a /;v veszteség a középsebességgel a négyzeteshez közelálló összefüggésben van. A vízépítési gyakorlat legáltalánosabb esete a természetes vízfolyásoké. Teljesen szabatosan nézve a természetes vízfolyásoknál időben és hely szerint változik a meder, és a vízhozam, azaz szabálytalan mederben nem permanens, változó vízmozgás megy végbe. Ezen felül a súrlódási veszteség év közben is változhat. Ez az oka, hogy természetes mederre a számítási eljárások mindig csak közelítések és még a szelvények besűrítése árán sem lehet teljesen a valósághoz hű eredményre számítani. ~Nyílt csatornákban az esetek nagy többségében annyiban egyszerűsödik a helyzet, hogy — főleg burkolt medrekben — a szelvényterület és esetleg a súrlódás is állandónak vehető. Ezzel szemben a zsilipek és más műtárgyak — még állandó vízhozam esetén is — változó vízmozgást okoznak és a régebbi gyakorlatban szokásos közelítés: a permanens, egyenletes vízmozgás feltételezése, itt is durva hibákra vezethet. A természetes medrekben kisebb számban, a mesterséges csatornákban elég sűrűn helyezkednek el vízépítési műtárgyak, amelyek helyi változásokat okoznak a vízmozgásban és egyrészt létüknél fogva permanens hirtelen változó vízmozgást (bukás, alsó átfolyás, vízugrás), illetve szabályozó szerkezetük mozgása révén nem permanens, hirtelen változó vízmozgást hoznak létre. Ebben a soron következő fejezetben a vonalszerű nyílt medrekkel foglalkozunk és a bennük előálló vízmozgásokat vizsgáljuk. A vízépítési műtárgyak különféle fajtáinál előálló mozgásállapotokra az egyes műtárgytípusokat tárgyaló fejezetekben térünk ki. Ez a tárgyalásmód jobban megfelel a gyakorlati mérnöki szemléletnek^ A nyílt mederbeli vízmozgások gyakorlati leírásra alkalmas, általános osztályozása után részletesen az egyfázisú mozgásokkal foglalkozunk, mivel a gyakorlatban a mozgás döntő jellemzői szempontjából a hordalék- és levegőtartalom hatása elenyésző. Ezekre a tényezőkre csak a végén, a kétfázisú folyadék mozgástörvényeinek rövid ismertetésekor térünk ki. Az egyfázisú mozgások sorában részletesen kitérünk a nyílt felszínű vízmozgás jellemző sajátosságára, arra, hogy ugyanazzal az energiatartalommal kétféle mélységgel folyhat le: áramolva és rohanva. Részletesen foglalkozunk a permanens, egyenletes mozgás esetén a súrlódási veszteségekkel, mivel ez mindenfajta vízmozgás jellemzője. A permanens, fokozatosan változó vízmozgás tárgyalásakor a felszíngörbék számítására mutatunk be néhány módszert. (A permanens, hirtelen változó víz71
