Vízügyi Közlemények, 1987 (69. évfolyam)

4. füzet - Mayer István: A jégtorlaszok kialakulásának hidraulikai vizsgálata

528 Mayer István tart, ameddig a jégmező el nem ér egy olyan - egyensúlyi - vastagságot, amelynél az áramlásból származó erőkkel a partok reakciója egyensúlyt tart. A jégtorlaszok kialakulása szempontjából tehát alapvetően kétféle mechanizmust figyelhetünk meg: a torlasz felvízi élénél történő aláfordulást és a belső összeroppanást. A torlasz kialakulhat tisztán aláfordulással vagy tisztán belső összeroppanással, de mindkét mechanizmus együttes hatásaként is. A jégtorlasz kialakulásának vizsgálatánál - egyszerűsítés céljából - feltételezzük : - a meder egyenes, függőleges falakkal határolt, egyenletes esésű és érdességű; - a víz- és jéghozam állandó; - a meder nagymélységű, vagyis a jég vastagsága a vízmélységhez képest elhanyagolható. Ezek a feltételek a természetben nem mindig teljesülnek. A jégtorlaszok kialakulásának vizsgálatánál további nehézséget jelent a folyók medrének és hullámterének összetett geometriája, mert amint a vízállás növekszik, az áramlás kiterjed a hullámtérre is. Ez az áramlási rendszernek egy újabb szabadsági fokot ad, jelentősen nehezítve a feladatot. További nehézségeket jelent az a körülmény, hogy a partok reakcióerőinek hatása rézsüs part esetén nem kellően ismert. A beállt, vagy elakadt jégmezőhöz érkező jégtáblák és a jégmező várható viselkedésének elemzésére kidolgozott vizsgálati és számítási módszer felépítését az 1. ábra szemlélteti. 1. A vizsgálati és számítási eljárás felépítése A számítások elvégzéséhez ismerni kell a vizsgált folyószakasz geometriai és sebességviszonyait. Szükséges továbbá az érkező táblák főbb méreteinek és érdességének ismerete is. Meg kell határozni a jégmentes felvízi áramlás Froude-számát, az aláfordulás szempontjából kritikus Froude-számot és a jégmező alatti levonulás szempontjából kritikus Froude-számot. Ha a felvízi áramlás Froude-száma kisebb, mint az aláfordulás szempontjából kritikus Froude-szám, akkor egyrétegű jégborítás vagy belső összeroppanással fejlődő torlasz várható (1. ábra). A hidraulikailag szűk vízfolyásokon - ahol a partok reakciója nagyobb, mint az áramlásból származó erők eredője - egyrétegű borítás alakul ki. Hidraulikailag széles vízfolyásokon - ahol a partok reakciója kisebb, mint az áramlásból származó erők eredője - belső összeroppanásokkal vastagodik a jégtakaró egészen addig, míg a partok reakciója az áramlásból származó erőkkel egyensúlyt nem tart. A jégtakaró egyensúlyi vastagsága tehát a jégtakarónak az áramlásból származó erőkkel szembeni teherbíró képességétől függ. Ha a felvízi áramlás Froude-száma nagyobb, mint az aláfordulás szempontjából kritikus Froude-szám, akkor megvizsgálandó, hogy a felvízi Froude-szám nagyobb vagy kisebb-e a jégmező alatti levonulás szempontjából kritikus Froude-számnál (/. ábra). A jégmező alatti levonulás szempontjából kritikus Froude-számnál kisebb felvízi Froudeszám esetén szűknek tekinthető vízfolyásokon aláfordulással épülő torlasz várható, melynek egyensúlyi vastagsága akkor alakul ki, amikor a jégmező alatti leúszás kritikus Froude-száma - a jégvastagság növekedése révén - egyenlővé válik a felvízi Froude-számmal. Szélesnek tekinthető vízfolyásokon aláfordulással és belső összeroppanással épülő torlasz várható. A torlasz a legnagyobb vastagságát azonban aláfordulással éri el, mert (amint a szűk vízfolyásokon is) az aláfordulás addig folytatódik, amíg a torlasz alatt a levonulás szempontjából kritikus Froude-számnak megfelelő áramlási viszonyok elő nem állnak. Ennél nagyobb jégvastagság nem várható. Ha belső összeroppanással ennél nagyobb helyi jégvastagságok alakulnak is ki, azt az áramló víz kihordja. Elképzelhető azonban olyan állapot, amikor a