Vízügyi Közlemények, 1996 (78. évfolyam)

2. füzet - Hankó Zoltán: A hidraulika kismintakísérletek a folyószabályozás szolgálatában

A hidraulikai kismintakísérletek a folyószabályozás szolgálatában 173 dó) erő, ami a víztest belső súrlódásával együtt a vízmozgást fékező (passszív) erő. A nem egyenes pályán mozgó víztest keresztszelvényeinek alakja és mérete helyrőlhelyre változik. A sebesség-vektor irányának (nem egyenes pálya) és/vagy nagyságának (keresztszelvény alak és nagyság) megváltozása tehetetlenségi erőt ébreszt {Newton II. törvénye). A tehetetlenségi erő lehet aktív erő is és passzív erő is aszerint, hogy gyorsítja vagy lassítja (fékezi) a vizmozgást. A vizsgálatok szerint (egyebek mellett Froude klasszikus vizsgálatai - a múlt század első felében - úszó testek vontatási ellenállásának meghatározására) a tehetetlenségi erő szerepe a mozgás alakításában igen jelentős, s így a nyílt felszínű vízmozgások legfőbb jellemzője a tehetetlenségi és a (teljes) súlyerő arányát kifejező Froude-fé\e szám, a v

2 «-Ü- <•> ahol v [m/s] — a nyílt felszínű vízmozgás középsebessége, g [m/s

2] — a földi nehézségi gyorsulás és R [m] = F/P [m

2/m] - a nyílt felszínű vízmozgás keresztszelvényének hidraulikus sugara (a nedvesített terület: F [m

2] és a nedvesített kerület: P [m] hányadosa). Kis esésű, nyílt felszínű vízmozgás esetén (mint amilyen a magyarországi alluviális folyók vízmozgása) a súlyerő lejtős irányú összetevője, az aktív erő mellett a passzív erő, az ellenálló (súrlódó) erő (aminek alakításában jelentős szerepe van a súlyerő lejtőre merőleges összetevőjének) sem hanyagolható el. így a folyók vízmozgásának tanulmányozására szolgáló kisminták méretezése során a Froude-szám invarianciája mellett (ami a súlyerőnek mind a lejtő irányú, mind a rá merőleges összetevőjét magában foglalja) az ellenálló (súrlódó) erö figyelembe vétele is szükséges. És ez megfelelő eljárással el is érhető. Szerencsés esetben tervezhető olyan hidraulikai kisminta egy folyószakasz tanulmányozására, amelyen az összes vízkár-elhárítási, vízhasznosítási cél kielégítésének módozatai a folyó teljes vízhozam-tartományában vizsgálhatók. Először meg kell ismerni a tanulmányozandó folyószakasz hidraulikai jellemzőit a teljes (vagy a vizsgálati cél szempontjából jellemző) vízhozam/vízállás tartományra. Legalább egy (de jó ha több) keresztszelvényben ismernünk kell a vízállás-vízhozam összefüggést, a Q-H görbét, és legalább egy (de kívánatos több) vízhozam mellett szükséges a felszíngörbe ismerete. A meder (és a hullámtér) geometriájának ismerete kell kiegészítse a hidraulikai alapadatokat. Fentiek ismeretében a Chézy - képlet segítségével számítható a meder ellenállási tényezőjének folyóhossz menti változása, miután ahol a már megismert jeleken felül A. [—] — a (súrlódási) ellenállási tényező és S [-] az energiavonal (vízfelszín) esése. Ha több, különböző vízhozamhoz tartozó felszíngörbe ismert, akkor az ellenállási tényező változása a vízállás függvényében is meghatározható. Az ellenállási tényező Colebrook—

White-féle alakjából következik, hogy számszerű értéke tulajdonképpen nem lehet a vízállás függvénye. Ez minden bizonnyal igaz a kisvíz és a partokkai szí-