Hidrológiai Közlöny 1956 (36. évfolyam)
2. szám - Dr. Bogádi János: Jellegzetes összefüggések a görgetett hordalék szállítása és a vízfolyás hidraulikai jellemzői között
Hidrológiai Közlöny 36. évf. 2. sz. ,9,'? I I I 1 ) I "í í ( If 11 A Szerző a Hidrológiai Közlöny előző számában a természetes vízfo1111711171^ /Ulíl lyások lebegtetett hordalék szállításával kapcsolatban írt fejtegetéséhez hasonlóan tanulmányában a görgetett hordaléksúly és a vízfolyás hidraulikai tényezői között állapít meg valószínűségelméleti összefüggéseket. •Hat feltételi egyenlete ugyancsak mérések alapján a síkvidéki vízfolyások görgetett hordalékszállítását közelítőleg meghatározza. Jellegzetes összefüggések a görgetett hordalék szállítása és a vízfolyások hidraulikai jellemzői között* Dr. BOflÍKDI J.ÍNOS A TANULMÁNY ELŐSZÖR ANGOL NYELVEN A „ THE PORT ENGINEER" INDIAI FOLYÓIRAT 1955. JÚNIUSI SZÁMÁNAK 16—20 OLDALÁN JELENT MEG. Az időegység alatt görgetve szállított hordalék súlyának, vagy más elnevezés szerint a görgetett hordalék hozamának, G a [^/sec]**, megállapítása egyike a legnehezebb és legbonyolultabb feladatoknak. A görgetve szállított hordalék súlyának meghatározására az irodalomból számos elméleti alapon nyugvó, sőt kísérleti úton meghatározott eljárás ismeretes. A szerző véleménye szerint mindmáig általános érvényű számítási eljárás még nem áll rendelkezésre. Az elméleti és kísérleti kutatások mellett igen sok közvetlen hordalékmérést is végeztek már a görgetve szállított hordalék súlyának a megállapítására. Bár a mérőeszközök és a mérési eljárások megbízhatatlansága folytán pontos eredményekről nem beszélhetünk, véleményünk szerint mégis ma még a közvetlen hordalékméréseket kell a legcélszerűbb módszernek tekinteni. Magyarországon a folyók görgetett hordalékszállítását szitaszövet nélküli, új típusú hordalékfogóval mérjük. A hordalékfogó részletes leírása Károlyi Z. : ,,Mesures se rapportant au debit solide du Haut Danube". I AH R Third Meeting, Grenoble 1045, Rapport 11—12 és „Kísérletek a hordalékfogóval" a Vízügyi Közlemények 1947/1—4. számában megjelent tanulmányában található meg. Természetesen a magyar hordalékfogó sem tökéletes, de a mérési eredmények alapján, mégis lehetővé vált a természetes vízfolyások görgetett hordalékszállításának néhány jellegzetes kapcsolatát levezetni, illetőleg ellenőrizni. A magyar hordalékfogó legnagyobb hiányossága tarázásának hiánya. A hordalékfogók hatásfokára vonatkozó eddigi vizsgálatok alapján azonban úgy véljük, hogy hordalékfogónk hatásfoka megközelíti a .90%-ot. Mindenesetre a hatásfok pontos értékének ismerete nélkül és ennek a hiányában számításainknál mindenütt a ténylegesen mért értékeket vesszük figyelembe. A természetes vízfolyásoknál a görgetett hordalék szállítása, csakúgy mint a lebegtetett hordaléké, nyilvánvalóan a vízfolyás hidraulikai tényezőivel is összefüggésben van. A görgetett hordalék szállítására vonatkozó vizsgálatok alap* A Vízgazdálkodási Tudományos Kutató Intézetben készült tanulmány. ** Valamennyi dimenziós mennyiség, a in, g és sec egységekben van kifejezve. ján várható, hogy a görgetve szállított hordalék súlya a vízmélységtől, a Q [m 3/sec] vízhozamtól és a v k [m/sec] középsebességtől függ majd. A vízmélység helyett célszerű a h [m] vízállás figyelembevétele, mert ezeknek az észlelése valamennyi vízfolyásnál rendszeresen folyik. A görgetve szállított hordalék súlya természetesen a vízfolyás több hidraulikai jellemzőjével, sőt a vízgyűjtő terület sajátságaival is igen összetett kapcsolatban áll. Ennek ellenére, a görgetett hordalék súlya sok esetben kifejezhető a vízfolyás egyetlen hidraulikai tényezőjével is. Ha ilyen kapcsolatokat határozunk meg, nyilvánvaló, hogy a figyelembe nem vett tényezők következtében ezek a kapcsolatok tulajdonképpen valószínűségelméleti kapcsolatok lesznek. A valószínűség-elméleti kapcsolatokat is tekinthetjük azonban függvénykapcsolatoknak, ha a közelítő és a valóban érvényes függvénykapcsolatokból számítható értékek közötti különbség a megengedett hibahatárokon belül van, és az így kapott eredményeknél mindig szem előtt tartjuk, hogy csak közelítő kapcsolatokról van szó. A gyakorlat szempontjából célszerű, ha minden lehetséges esetben függvénykapcsolatokat vezetünk be. A függvénykapcsolatokkal ugyanis lényegesen könnyebben számolhatunk, mint a valószínűség-elméleti kapcsolatokkal. A közelítő függvénykapcsolatok bevezetésénél természetesen felmerül a kérdés, hogy milyen elhanyagolások mellett végezzük számításainkat. Célszerű tehát vizsgálni azokat a feltételeket, amelyek számszerűen jellemzik a függvénykapcsolatok bevezetése révén elkövetett hibák nagyságát. Magyarországon összesen mintegy tíz vízfolyáson végeztünk eddig a görgetett hordalék szállítására vonatkozólag közvetlen méréseket. A hordalékmérések eredményei mutatják, hogy a görgetett hordalék súlya legtöbb esetben kifejezhető külön-külön a h vízállás, a Q vízhozam és a v k középsebesség egyszerű hatványkitevős függvényével. Ezeknek a hatványkitevős függvényeknek általános alakja a következő : G g = u xh a x (1) Gg = Pl Q L (2) Gg = «! V[ l (3) Nyilvánvaló, hogy a görgetett hordalék szállítására vonatkozó fenti összefüggések mellett figyelembe kell vennünk a vízállások, a vízhozamok és a középsebességek között fennálló hidraulikai kapcsolatokat is. Nagyobb vízfolyásoknál, a tapasz-
