Vízügyi Közlemények, 1949 (31. évfolyam)

1-2. szám - IV. Károlyi Zoltán: A hordalékmozgató erő meghatározása természetes vízfolyásoknál

44 Károlyi Zoltán olyan összefüggést kaphatunk, amely egyrészt a vízmozgás hidraulikai számítására, másrészt a hordalékmozgás kutatására is járható utat nyit. Kövessük a Chézy-képlet levezetésének menetét, de általánosítsuk a kiindulást. A vízfolyás külső munkája egyenlő a belső munkák összegével: A

k = A

1 + A

t + A, + A

t+ (16) A külső munka nem egyéb, mint a F keresztmetszeti területű egységnyi hosszúságú víztest súlya szorozva a víztestnek a nehézségi erő irányában megtett útjával. Az erő tehát y F 1, a megtett út pedig a h vízszínesés a l hosszúságon. E szerint a külső munka: A

k=yF h (17) A belső munka több részből tevődik össze: 1. A víz és a mederfal közti súrlódás munkája. Ezt változatlanul átvesszük a Chézy-képlet levezetéséből: y V

2 IP A^ = 7—— (18) c

2 Ennek a kifejezésnek a helyességéről rögtön meggyőződhetünk, ha a többi belső munkát elhanyagolva feltesszük, hogy A

k = A

v Ide behelyettesítve a 17., ill. 18. egyenletet, rendezés után a Chézy-képletet kapjuk meg. 2. A görgetett hordalék mozgatására fordított munka. Azt az erőt, amely a keresztszelvényben a hordalék tényleges mozgatására szükséges, tehát a szorosan vett hordalékmozgató erőt, jelöljük H

m-me\. Ez az erő / szélességen hat. Az egységnyi jj szélességre ható fajlagos hordalékmozgató erő tehát S

h = —- (kg/m

2). Az erő irányában megtett út kisebb, mint l, még pedig annyival, amennyivel a fenéken mozgó hordalék sebessége, v

h kisebb a v középsebességnél. v

h — — ß , a megtett út tehát: ß l. v A hordalékmozgató erő munkája: A

2 = M = H

mßl = S

hßlf (19) 3. A víz és a levegő közti súrlódás munkája. Ezt csekély értéke miatt el szokták hanyagolni. Az erős szél kétségtelenül számbavehetően befolyásolja a vízlefolyást, de hatásának kiszámításához sok, erősen változó ős nehezen beszerezhető külső adatra volna szükség. Mivel nem hat állandóan, azért elhanyagolható. A

3 — 0. 4. A víz és víz közötti súrlódás munkája. Egyrészt a különböző sebességű vízrészek egymás közti súrlódásából, másrészt a partokon és a fenéken lévő egyenetlenségek következtében keletkező örvénylések súrlódási munkájából áll. Ez a munka bizonyos esetekben mindenesetre elég tekintélyes lehet; ha azonban a jelenséget közelebbről vesszük szemügyre, azt látjuk, hogy nagy a hasonlósága a medersúrlódással. Alapjában véve a medersúrlódás is visszavezethető a víz és víz közötti súrlódásra. A meder egyenetlenségei, kiálló részecskéi között kis öblöcskék vannak, amelyekben a víz megreked és a felsőbb vízrészek hatására apró örvénykéket alkot. Ezeknek a kis örvényeknek a súrlódó hatásából tevődik össze a medersúrlódás. A nagyobb kiugrások és egyenetlenségek hatása végeredményben ugyanaz, nagyobb arányokban. A víz és víz közötti súrlódás munkájának nagyrésze tehát vissza-