Vízügyi Közlemények, 1996 (78. évfolyam)
2. füzet - Hankó Zoltán: A hidraulika kismintakísérletek a folyószabályozás szolgálatában
174 Hankó Zoltán nelő víz (azaz a mederbeli vízmozgás) tartományában, majd egy rövid átmenet után a hullámteret elöntő árvizek tartományában. Az ellenállási tényező Colebrook-White-féle alakja ugyanis egyaránt figyelembe veszi a meder érdességét (külső ellenállás, falsúrlódás: г [m]) és az áramlás turbulenvR ciájából fakadó belső súrlódást a Reynolds-szám útján (Re = —, ahol v [m 2/s] - a víz kinematikai nyúlóssága). A mederbeli vízmozgás és a nagyvízi vízmozgás ellenállási tényezőjének különbözőségét a „forma ellenállás" hirtelen változása indokolja. Az összefüggés az ellenállási tényező számítására: A hidraulikai és a geometriai jellemzők ismeretében számítható a meder érdessége (e [m]), ami a vizsgálatok tapasztalatai szerint megegyezik az alluviális mederanyag szemeloszlási görbéjéből meghatározható d„ [m] szemátmérővel, és ez kb. azonos görgetett hordalék szemeloszlási görbéjén a 90%-hoz tartozó f/90 [m] szemátmérővel. Ez a hidraulikai számítások ellenőrzésére is szolgálhat. A vizsgálatok szerint a meanderező, nyílt felszínű vízmozgásokban a csavaráramlás intenzitására jellemző mérőszám arányos a görbületi Froude-szám és az energiavonal (vízfelszín) esésének hányadosával és a relatív érdesség negyedik gyökével. így ahol r [m] - az íves pálya görbületi sugara és „a" - állandó. Ebben az összefüggésben v 2/r a centripetális gyorsulás, míg gS a mozgató (aktív) erő gyorsulása. А (е/Л) 1/ 4, a relatív érdesség negyedik gyöke arra utal, hogy a centripetális gyorsulás a középsebesség négyzetén felül függ annak függély menti eloszlásától is és ennek meghatározója a relatív érdesség. 2. Hidraulikai kisminta méretezése a nyílt felszínű vízmozgás áramlási viszonyainak tanulmányozására Számos olyan folyami kárelhárítási/hasznosítási cél van, amelynek a kielégítéséhez szükséges beavatkozások megtervezéséhez az áramlási viszonyok feltárása/megismerése (első lépésként) elégségesnek látszik. Az áramlási viszonyoktól függő, vagy azok megváltozásával bekövetkező mederváltozás (hordalékmozgás: erózió/degradáció - sziltáció/szedimentáció/aggradáció) helyére és jellegére az áramlási és sebességeloszlási viszonyok alakulása/változása nyomán következtetünk csupán. Ilyen esetben a hidraulikai kisminta szilárd mederrel építhető. Az általánosítás lehetőségének fenntartása érdekében feltételezzük, hogy a kisminta geometriailag torzított, azaz a helyszínrajzi méretarány (l:y/) mellett a magassági méretarány (l:y/,) nagyobb, ahol „y" jelöli a méretszorzót, s az alindex jelzi, hogy milyen mennyiség méretszorzójáról 1 , , (f, £ , 0,62 7 ^ VT g 0fi61 6R + ^4x (3) tan a = а 4Ve/K, gr S (4)