Zsuffa István: Műszaki hidrológia II. (Műegyetemi Kiadó, 1997)

4.2 A VÍZHOZAMOK IDŐBELI VÁLTOZÁSÁNAK KÖVETÉSE

fiiggvénykapcsolat esetén az f betű a két skalár közötti függvenykapcsolat szimbóluma, amely alapján x független változóhoz tartozó y függvényértéket ez az f(x) függvény szolgáltatja. Amikor két függvény, esetünkben két idő-függvény közötti kapcsolatot vizsgáljuk úgy is fogalmazhatunk, hogy a H(t) tetszőleges idő-függvényét Q(t) függvénnyé transzformáló algoritmusrendszert keressük, amelyet az A{H(t)} transzformáció szolgáltat. A kérdés mechanikai probléma, amelynek megoldására a folyadékok mechanikájának, a hidraulikának törvényeit kell igénybe venni. A vízmérce szelvényben észlelt vízszintet jellemző H vízállás és a szelvényen átömlő Q vízhozam közötti kapcsolat csak határozott kialakítású hidraulikai körülmények között egyértelmű. Ilyen esetekben ez a kapcsolat a

0 = f(H) (4.29)

függvénnyel jellemezhető, ahol H az energiavonal helyzetét rögzítő magasság. Ez a törvényszerűség az edényből való kifolyás, rövid csővezeték vízszállítása esetén a Bernoulli tételből egyértelműen meghatározható. Hasonlóképpen egyértelmű a vízhozam es a vízszint helyzete közötti kapcsolat olyan hidraulikai szerkezetek fölötti szelvényben. amelyben vízugrás áll elő. A vízugrás során a szűkületben, vagy a fenéklépcső, bukó szelvényében rohanó vizmozgás áll elő, amelynek sebessége nagyobb mint a víz hullámsebessége, amellyel a vízben a mechanikai hatások mozognak. így a rohanó vizmozgásnak köszönhetően a szelvény fölött kialakuló vízszínt kizárólag az adott pillanatban fölülről érkező vízhozamok függvényében alakul, arra az aivizen bekövetkező tetszőleges változásnak hatása nem lehet. A szelvény alatt történő változások a hullámmozgás sebességével terjednek. Mivel a vízugrás szelvényében a rohanó vízmozgás sebessége ezen hullámsebességnél nagyobb, az alvízi hatások a felvízre nem hathatnak vissza.

Azokat a hidraulikai elemeket, amelyek a vízállás és a vízhozam (4.29) függvénykapcsolatát egyértelműen meghatározzák, szabályozzák a H(t) vízállások észlelésére telepített vízmérce „szabályozó szelvényének”, angol szóval „kontrol szelvényének” nevezzük. Ezek a szabályozó szelvények lehetnek külön kiépített vízhozammérő műtárgyak, erre a célra kiválasztott mesterséges építmények, illetve természetes mederalaku- latok. A kiépített vízhozamnyilvántartási szelvények hazai típusait e fejezet 4.2.2.5 pontjában ismertetjük. A vízépítési műtárgyak közül a legalkalmasabbak a kisvízfolyások eséscsökkentő bukói, az állandóan telt szelvénnyel vizet szállító bujtatok és a vízhozamokhoz képest kisméretű, de magas elzárásba beépített szűk átereszek, szűkszelvényű, a legkisebb vízhozamok esetén is rohanó vízmozgást biztosító fenékküszöbök. A legjellegzetesebb természetes szabályozó szelvény a sziklaküszöb alkotta természetes vízesés, amelyre hazai példát is mutatunk (II.-14. kép). A mesterséges, illetve természetes szabályozó szelvényeknek nevezhetjük azokat a műtárgyakat, illetve mederalakulatokat is, amelyek csak bizonyos vízhozam-tartományban biztosítják az egyértelmű Q = f(H) kapcsolatot Például a szűk szelvényű hidak csak bizonyos vízhozam-határon felül, árvíz idején szállítják zárt szelvénnyel a vizet, olyan sebességgel, hogy az alvízi vissza- duzzasztas visszahatását a rohanó vízmozgás a fclvízből kirekeszti. Hasonló módon egyes fenékküszöbök csak viszonylag kicsiny vízhozam-tartomány esetén működnek bukóként, nagyobb vízhozamnál c művek „elmerülnek”.

54