Vízügyi Közlemények, 1980 (62. évfolyam)

1. füzet - Stelczer Károly: A görgetett hordalék mozgása. I. rész

6 Stelczer Károly lis haladási sebesség éppen zérus értékű, azaz a hordalékszemcse éppen megállt. Ez a sebesség a görgetett hordalék mozgás-nyugvás határát jelentő kritikus fenéksebesség. Ennél a sebességnél (kritikus fenéksebességnél) kisebb sebesség esetén a görgetett hordalékszemcsek már nem mozognak, állnak. Az is nyilvánvaló, hogy ez a kritikus fenéksebesség-érték — egy adott szemcsenagyság esetén — nem lehet egyetlen egy érték, hiszen a mozgást a fenéksebességen kívül még nagyon sok mérhető és nem mérhető fizikai tényező befolyásolja. Sem a kritikus állapotot, sem a virtuális haladási sebességet tehát nem lehet egyetlen értékkel jellemezni, hanem mint véletlen jelenséget a valószínűségelmélet módszerével kell közelíteni. A fentiekből még az is következik, hogy a kritikus állapot (a mozgás-nyugvás határa) a görgetett hordalékmozgás egy speciális állapota, szorosan kapcsolódik a mozgás mechanizmusához, attól nem választható el. A legtöbb eddigi kutatás a kritikus állapotot elválasztva a görgetett hordalék mozgásától, a mozgás-nyugvás határát önálló jelenségként vizsgálta. Az a néhány kutatás pedig, amelyik a kritikus állapot utáni, tehát a görgetett hordalék mozgására irányult, döntő többségben nem a hordalékszemcse mozgását írta le, hanem a mozgás során kialakuló mederformációk (homokhullámok, dűnék, átmenet, antidűnék stb.) jellemzését adta. Véleményünk szerint a különböző határállapotok (mederformációk) kialakulása a medermorfológia szempontjából jelentős lehet, de a görgetett hordalék mozgását nem jellemzi. A görgetett hordalék mozgására vonatkozó kutatások legnagyobb része a kritikus állapot meghatározására törekedett. Laboratóriumi körülmények között — üvegcsatornában — szinte adott volt, hogy kísérleti úton meghatározzák a különböző szemcsenagyságokhoz tartozó kritikus vízsebességek átlagértékeit, majd kapcsolatot keressenek a szemcsenagyság és a kritikus vízsebesség átlagértéke között. Külön tanulmányban (1979) feldolgoztuk a kritikus állapot jellemzésére eddig felállított és fellelhető összefüggéseket. A kritikus vízsebességgel 64 és a kritikus hordalékmozgató erővel pedig 30 db összefüggést találtunk. Az empirikus, ill. félempirikus összefüggések közül mindössze 4, ill. 3 volt természetbeni méréseken alapuló. A kritikus állapot meghatározására felállított összefüggések egymástól elég nagy eltérést mutatnak. Az eltérés legfőbb okai : — laboratóriumi kísérlet körülményeiben (pl. az üvegcsatorna méretei, a mederfenék kiképzése stb.); — a görgetett hordalék megindulását és mozgását befolyásoló tényezők számának figyelembevételében, és — a kritikus állapot értelmezésében mutatkozó különbségekben keresendő. A jelen tanulmányunkban a görgetett hordalék megindulását, a mozgásnyugvás határát kívánjuk egyrészt szabatosan értelmezni, másrészt természetbeni mérések alapján a valószínűségelmélet módszerével jellemezni. A természetbeni mérésekkel lehetőség nyílik a valóság tökéletesebb közelítésére, továbbá az üvegcsatornák különböző méreteiből (szélesség, vízmélység stb.) származó, főként állandó hiba kiküszöbölésére. Az eddigi determinisztikus kapcsolatok helyett egy sztochasz-