Vízügyi Közlemények, 1950 (32. évfolyam)

3-4. szám - V. Szakirodalom

Labaye—Károlyi : A folyóvizek hordaléka 255 A hordalék mozgást befolyásoló tényezők hidraulikaiak ós a mederanyagtól függők. Az előbbiek közt szerepel az esés (felszíni és fenékesés, az energiavonal esése"), a vízmélység, a sebesség (fenék- vagy középsebesség), a vízhozam, a víz fajsúlya, a vízmozgás egyenletessége és az örvénylés, — ez a számokkal nehezen kifejezhető tényező. A mederanyag jellemzői a fajsúly, a szemátmérő, vegyes anyag esetén a szemelosztás, a szemek alakja és kohéziója, amely a szemösszetételen kívül az anyag kémiai tiüajdonságaitól is függ. Mindezek a tényezők gyakran egymásnak is bonyolult ós többszörös függvényei úgy, hogy a hordalékmozgás képleteiben nem is vehetők külön-külön figyelembe. E miatt számos szerző valódi törvényszerűségek kutatása helyett a ,,koefficiensek hidraulikajá"-hoz nyúl vissza : régi, ismert képletek állandóinak meghatározásával kísérletezik, amely állandók a független változók sorában külön figyelembe nem vett tényezők közvetett kifejezői. Végeredményben azonban a képletek két főcsoportba sorolhatók : 1. a megadott hordalék mozgásának bekövetkezésére vagy megszűnésére jellemző hidraulikai határértékek kifejezésére, és 2. a szállított hordalék mennyiségét a vízfolyás jellemzőinek függvényeként kifejező képletek. A hordalékmozgás kezdetét vagy végét valamely hidraulikai határértékkel (pl. kritikus elragadó erő, határsebesség) kifejező képletek száma igen nagy. Általában a sebesség és a hordalék jellemzői között állítanak fel kapcsolatot, ideértve a fenékesést is. Közös kiindulásuk, hogy a hordalékmozgató erő a sebesség négyzetével arányos. Ez azonban csak akkor igaz, ha a sebesség olyan értéket ér el, hogy a hordalékszemnek megfelelő Reynolds-szám túllépi a turbulens áramlás határát. Egy bizonyos sebességérték különben csak akkor jelentene tökéletes jellemzést, ha a sebességmegoszlás teljesen egyenletes lenne. Valójában a sebesség-gradiens — éppen a fenék közelében — igen távol áll attól, hogy elhanyagolható legyen. További nehézséget okoz, hogy számítani csak a középsebességet tudjuk, a hordalékszemekre pedig nem ez hat. Emiatt javító együtthatót kell bevezetnünk, amely valójában semmi esetre sem állandó. De ha az eddig említett nehézségekkel meg is alkuszunk, ott a másik : a hordalékszem ellenállásának a számbavétele. Akár csúszósúrlódással, akár a sebesség-gradiensre visszavezethető forgatónyomatékkal fejezzük ki a kritikus egyensúlyt, bizonyos, hogy az örvénylések hatását és vegyesszemü anyagnál az egyes szemcsék befogásának különböző mértékét nem tudjuk matematikailag jellemezni. Igaz, hogy a statisztikai alapon megfogalmazott törvényszerűségek az esetek átlagára érvényesek lehetnek anélkül, hogy az egyes esetet kielégítenék, de vannak nem általánosítható tényezők (pl. az örvénylő lefolyás), amelyeket nem lehet általános formulákba beleszorítani. A v = к Yd alapösszefüggés tehát (amelyben к a hordalék fajsúlyától függő állandó és d a szemátmérő), elég sok hipotézis elfogadását tételezi fel. De Velikanov v

2 ß szovjet kutató kísérletileg kimutatta, hogy = a + (ahol g a nehézségi gyorgd d sulás), tehát — legalább is kisátmérőjű anyagra — az egytagú alapösszefüggés nem lehet érvényes, sőt, szerinte ß maga is függ a vízmélységtől. A kritikus hordalékmozgató erőre (Tj) felállított összefüggések Du Boys képletére vezethetők vissza : T = y m J

0 (y — a víz fajsúlya, m = a vízmélység, >/„ = az energiavonal esése). Ez a kifejezés azonban figyelmen kívül hagyja a turbulenciát, levezetésében pedig a középsebességre van alapítva. Végül megnehezíti az alkalmazását, hogy a víz fajsúlya éppen a fenék közelében y > 1, de pontos értékét épp úgy nem tudjuk együtthatókkal jellemezni, mint a középsebesség és a fenéksebesség viszonyát. A Krey és Schocklitsch által a kritikus hordalékmozgató erőre felállított képletek még igen kezdetlegesek. Kramer már a hordalék szemeloszlását kifejező modulust (M) is bevezeti, amelyet úgy kap, hogy a szemeloszlási görbével határolt idomot az