Vízügyi Közlemények, 1988 (70. évfolyam)
1. füzet - Rákóczi László: Szelektív erózió: a mederalakulás numerikus modellezésének egyik kulcskérdése
Szelektív erózió : a mederalakulás numerikus modellezésének. 79 Például a 0,005 m vastag lapos kavicsok d/ô' viszonyszáma 0 °C vízhőfok esetén a fenti sorrendben 10; 7,1 illetve 4,5 lehet, alátámasztva azt a tapasztalatot, hogy ezek lapjukkal a meder felszínén feküdve még egymás átlapolása nélkül is igen állékonyak kimosás ellen. A fenti példákat annak bizonyítására hoztuk fel, hogy laboratóriumi csatornában végzett vizsgálataink hidraulikai viszonyai a kis méretek ellenére sem különböztek lényegesen a természetes vízfolyásokon kis vízmélységek és vízsebességek mellett fellépő állapottól. A mederpáncélozódás matematikai leírása szempontjából a 2. ábra görbéinek az I. táblázat kísérleti adataival többé kevésbé megerősített általános irányzata nem elegendő, mert ezek a görbék nem mutatják a mederanyagok egyes szemcsefrakcióinak egymással gyakran szoros kapcsolatban levő kimosódását. Szükséges ezért a 4. ábra három görbecsoportjának figyelembe vétele is. Főleg a „B" és „C" csoport használata nélkülözhetetlen, mivel a mederpáncélozódás állékonyságot növelő hatása a homokos kavics és kavics medreknél érvényesül számottevően. A számításnál feltételezzük, hogy az adott keresztszelvénybe, vagy folyószakaszra felülről nem érkezik jelentős mennyiségű görgetett hordalék. Ez a feltétel valós, mivel a mederpáncélozódás a lassú apadó vízállások idején gyenge kimosódás mellett lejátszódó jellegzetes mederfolyamat. A számítás főbb lépései: - Mintavétellel és elemzéssel meghatározzuk a meder felszíni rétegének szemcseöszszetételét. - Homokos kavics esetén a d q-hez, kavics esetén a 0.8 d q-hez tartozó kritikus függélyközépsebességet, v rK c-t számítjuk vagy becsüljük. - Az adott vízfolyás vízállás-idősora és vízhozamgörbéi alapján, vagy közvetlen méréssel meghatározzuk a különböző vízszintekhez tartozó szelvény, illetve függélyközépsebességeket (v f K). A mederpáncélozódás nem indul meg, amíg v f K<v fK c. Amennyiben v f K^Vf K c, a 4. ábra „B" vagy „C" görbéi alapján sebesség-osztályközönként megállapítjuk a kimosódó szemcsefrakciókat a v fK c<v f K<2v fK c sebességtartományban. - A vízállás-idősor alapján eldöntjük, elegendő hosszú ideig fennállt-e egy-egy sebesség érték ahhoz, hogy az eredeti mederanyag felszíni rétegéből kimossa a szemcsefrakciókat? Ha igen, azokat kivonjuk az eredeti szemeloszlásból és annak megfelelően módosítjuk a szemeloszlási görbét. - Minden sebesség értékhez lépésenként számítjuk a kimosott szemcsék tömegét a kiindulási, illetve az előző lépésben kialakult közbenső szemeloszlási görbéből leolvasható százalékok és a jelenlegi szemösszetétel százalékainak különbségeit frakcióként megszorozva a szelektív erózióban résztvevő felszíni meder-réteg felületegységnyi tömegével (1 m 2 X 2 d s o/l -p/). Az utóbbi kifejezésben d 8 0 az a szemcseméret, amelynél a keverék 80 súlyszázaléka finomabb, p pedig a mederanyag porozitási tényezője. A d s o szemcseméret használatát az indokolja, hogy tapasztalataink szerint a mederburkolatot a végső kifejlődésben zömmel a d a o körüli nagyságú szemcsék alkotják (Rákóczi 1979, Stelczer 1980). 4. Összefoglalás A mederanyag szemösszetételének fokozatos átalakulása, feldurvulása állékonyság szempontjából igen fontos folyamata az alluviális medrü vízfolyásoknak. A jelenség mechanizmusát számos kutató igyekszik feltárni kísérleti és elméleti úton egyaránt. A VITUKI-nál folytatott nyomjelzős vizsgálatok eredményei nagy vonalakban alátámasztják a vegyes szemösszetétel állékonyságot módosító hatására vonatkozóan tett
