Vízügyi Közlemények, 1934 (16. évfolyam)

4. szám - V. Németh Endre: Fenéklépcsők és surrantók

629 hetőleg a mozgó víznek a mederszelvény fenékszintjére vonatkoztatott energiáját a h t <

v* , llg kifejezés jellemzi. A Q vízmennyiség értékét állandónak véve fel, ha a csatorna esését változtatjuk, az esés minden egyes értékéhez egy jól meghatározható t vízmélység tartozik, amely mellett a vizsgált szelvényen éppen Q vízmennyiség folyik át. Ha az ekként változó t vízmélység minden értékéhez meghatározzuk a H energiafüggvény értékét és az így kapott értékpárokat derékszögű koordinátarendszerben ábrázoljuk, akkor az ábrázoló pontokat összekötő vonal a mozgó víz energiájának a vízmélységgel való változását tünteti fel. Alakja csupán a Q vízmennyiségtől és a mederszelvény alakjától és méreteitől függ, ezért a mederszelvény energiakarakterisztikájának is nevezhető. Az 1. számú ábrán például Q = 6'00 m

3/sec vízmennyiségre és olyan mederszelvényre szerkesztettem meg az energiakarakterisztikát, amelynek fenékszélessége 3'00 m, oldalrézsűi pedig 1'5 : 1 hajlásúak. A teljes vonallal kihúzott görbe az összes energia változását, a pontozott görbe az energia mozgásból származó részének, a 45°-os egyenes pedig a helyzeti energiának a vízmélységgel való változását mutatja. Amint az energiakarakterisztikából láthatjuk, a Q vízmennyiség ugyanakkora energiával két különböző vízmélység mellett folyhatik át a szelvényen, de míg a nagyobbik vízmélységnél az energia túlnyomóan helyzeti energiából áll és a mozgási energia kicsiny, addig a kisebb vízmélységnél a mozgási energia jóval nagyobb. A kétféle vízmélységet egymástól a minimális energiának megfelelő t

h vízmélység az ú. n. határmélység (másként kritikus mélység) választja el. A határmélységnek megfelelő sebesség a határsebesség. Ha a csatorna esése olyan, hogy a vízmennyiség a határmélységnél magyobb vízmélységgel, tehát a határsebességnél kisebb sebességgel folyik, akkor a mozgást áramlásnak nevezzük, ha ellenben a vízmélység kisebb a határmélységnél, tehát a sebesség nagyobb a határsebességnél, akkor a mozgást rohanó vízmozgásnak nevezzük. Természetesen különböző vízmennyiségeknek más és más határmélység felel meg és változik a határmélység értéke a keresztszelvény változásával is. Az áramló és rohanó vízmozgások között mélyreható különbségek vannak, amelyek a mederfenék esésének hirtelen megváltozása esetén különösen szemléletesen nyilatkoznak meg. Ha példáid nagyobb esésű csatornaszakasz kisebb esésűhöz. csatlakozik, akkor áramló mozgásnál a vízszín a nagyobb esésű szakaszon homorú oldalát felfelé mutató görbefelület, a kisesésű szakaszon pedig síkfelület lesz, rohanó víznél ellenben a felső nagyesésű szakasz vízfelülete lesz sík, az alsó, kisesésű szakaszon pedig domborúságát felfelé mutató görbefelület. (2. AJ és BJ ábrák baloldala). Ha ellenben kisebb esésből nagyobb esésbe megyünk át, akkor a 2. AJ és B) ábrák jobb oldalán látható vízfelszínek állnak elő. Különösen jellegzetes a víz felszínének alakulása akkor, amikor az esés megváltozása olyan nagymértékű, hogy a víz mozgásállapota is megváltozik. A 2. C) ábra mutatja a víz felszínének alakulását, ha az esés hirtelen változtatása folytán az áramlás rohanó mozgássá alakul át. Rohanó vízmozgásnak áramlásba való átalakulása mindig többékevésbbé jól megkülönböztethető víztüremlés kíséretében történik, a nagysebességű viznek a lassúbb mozgású víztömegbe való ütközése folytán ugyanis a mozgási energia fölöslege helyzeti energiává alakul át. (2. C) ábra jobb oldal.) Minthogy a lejtős fenéklépcsők és a surrantok tervezése esetében a rohanó mozgásnak áramlássá