Hidrológiai Közlöny 1950 (30. évfolyam)

1-2. szám - Értekezések - BOGÁRDI JÁNOS dr.: A Sajó hordalékszállítása és a hordalékos víz ülepítése

to 08 > -k

06 04 h ^02 Vízszint WATER SURFACE) 111. * Vízszint WATER SURFACE) 111. le A \ \ > — — y V — — ! / — ! / / A 1 ^r Fenék

y(B0TT0M) a04 006 „ 008 0/0 0/2 (VALUES OF) értékei Fii?. 8. ábra. Átvéve aduiAwd /'rom: Cninp '/'. II.: tation und Ihc dcsir/n of setibmr/ tank*. '/'. II.: S< dcmcn : 007.") H (2!)) A turbulens vízmozgásra vonatkozó elméleti kutatások számos, a lebegtetett bordalékmozgással kapcsolatos kérdés megoldását tették lehetővé. Legtöbb esetben, mint említettük, a lebegtetett hordalék egyensúlyi mozgására vezettek le összefüggéseket, amikor tehát a hordaléktöménység sem az időben, sem a hely szerint nem változik. Több kísérleti kutatást végeztek azonban már az egyensúlyi állapottól eltérő esetekre vonatkozóan is. Az összefüggések egy része pedig, tekintettel arra, hogy éppen az egyensúlyi állapotra vonatkoznak,, módot nyújtanak, hogy adott esetben az egyensúlyi állapottól való eltérést is megállapíthassuk. Ilyen pl. Kalinske és Lane

1

8 elgondolása, amely szerint bizonyos szemnagyságú lebegtetett hordalék fenékmenti töménységének ugyanerre az anyagra vonatkozó mederanyag töménységgel való viszonya, egyensúlyi állapotnál, a hordalék milyenségét és a vízfolyás hidraulikus tulajdonságait jellemző tényezők függvénye. Vagyis Ci _ Cf ' "Ive (30) Ci Cf —. <fl d I o (81 " Lásd u 8. ji-gj-zetot. 1

5 Lane /•'. II . - KiiUimke -/• A.: The rclaliou of -usikmhJ-<l to bűd ínjrtvrhi'l in rilwrs. Tiians. Am. G&oplli. Üiilon, 1989. KaUnzki' ./. ,./..- Sus pondod-iiktUaia' transportaüon un 1 nciHiKlu'il'ilhvűuin eoiRtit'.ons. - Tra.ii*. Aun. Gvoph. tJniion, B>4(i. Kalinski A. ./.: ]aüvn^s'tiíji'altion-ss of Liqnid tnrbulence am! *usptinided 11!..-• tcnaal Irarisport atiou. l'u.iv. of Pa.. B'iocii1 rvvnial Oonl'i-reiiee.Kalinske -'• A.—ltsia C. H.: Study of iraiisportatiou of finn spiliinitMiN li.v flowmR- vater. I'i::\ of .Iinvn Sndios in Klltr,. Pvul. No. 29.. iW.'i, ahol Ci a lebegtetett hordalék fenékmenti tő •inénységét, Cf pedig a fenékanyagnak ugyanezekre a szemnagyságokra vonatkozó töménységét. » az üleoedési sebességet, r a fenéken fellépő nyíró erőt, d a vizsgált hordalék szemátmérőjét, v a kinematikai viszkozitás ógyüttCi jelöli. Ha a „ viCf eloszlás, a C a Kánaán-féle „sebességeloszlási törvény, végül pedig a D görbe parabolikus sebességeloszlás alapján számítva mutatja® mélység szerinti változását. Látjuk, hogy parabolikus eloszlási tételezve fel, * értéke állandó és így mélységszerinti változását D függőleges egyenes ábrázolja. Camp levezetése szerint

1' parabolikus sebesség eloszlás esetni * értéke a teljes mélységben állandó: szefiiggésétől eltérő lesz a értéke. Terméhatóját és ? a víz sűrűségét (O szonynak és a ,,

— nevezetlen paraméternek \ V? az összefüggését mérési eredmények alapján olyan vízfolyásoknál állapíthatjuk meg, amelyeknél a lebegtetett hordalékmozgás egyensúlyban van, mindegyik vízfolyásra az említett összefüggést kielégítő értékeket kell kapnunk. Eltérés esetén ugyanis nincs egyensúlyban a hordalékmozgás, ami pedig csak azt jelentheti, hogy vagy növekszik a lebegtetett hordalék mennyisége. — ami kimélyiilést idéz elő — vagy csökken a hordaléktöménység, aminek következménye. hogy a vízfolyás medre feltöltődik.

1" Ez az utóbbi eset jellemző az iilepítésre. telepítésnél, tehát Lane és Kalinske ismertetett öszCi Cf szetesen az eltérésből magára az ülepítés mértékére nem lehet következtetni. A fenti , példa is bizonyítja, hogy milyen sok lehetőség kínálkozik az örvénylő vízmozgás elméletének a hordalékmozgással kapcsolatos alkalmazására. E. Dobbins

2

0 kísérelte meg először a turbulens hordalékszállítás elméletét az egyensúlyi helyzettől eltérő állapotra is alkalmazni, vágyás olyan hordalékszállításra, amelynél bizonyos idő elteltével, az ülepítés végén, lényegesen lecsökken a hordaléktöménység. Dobbins permanens állapotra. — ez alatt azt értve, hogy az ülepítő medence egy bizonyos pontján a hordaléktöménység az idő szerint változatlan marad — a töménység hossz (x) és mélység (y) szerinti változását * + L + dV) + p 132) l ^ dy J dy ' * d

X- ' feiezte ki. A megoldáshoz szükség lenne t\ ós e

x ^-szerinti változásának ismeretére. Ezt azonban ezideig még nem sikerült meghatározni. A differenciálegyenlet megoldásánál a változók szétválasztása is megoldhatatlannak látszik. Ezért Dobbins azt az egyszerűsítést vezette be, hogy v és «

y értékét állandónak tekintette az ülepítő medence teljes mélységében és hosszában. Ezekkel á feltevésekkel a (32) egyenlőség dc , <>C dx dy' dy a lakra egyszerűsödik. Ha a vizsgált pont, amelynek mórt mélysége adott állandó érték, gel halad x irányba, akkor a dc <>*C , dc • = e -• -t- w df díj* dy egyenlet fejezi ki a töménység tozását. ' <>x ~ y W differenciálegyenlettel • 33) felszíntől sebesség (34) időszerinti vál\/ eimié'.etuiik a Tiezia folyóra való akkalimazásait iá-tl a 2. jegyzőt lalla'ttii tanúi', máuybau. Dobbins W. li.: Bffeol of turbulenoc 011 .si-duucutalioJa. Prorr,',n»!l" Am. Soe. C. E.. Vol 109. ®4S. 19