Hidrológiai Közlöny 1958 (38. évfolyam)

4. szám - Bogárdi János: Néhány újabb törvényszerűség a hordalékmozgás elméletében

fiogárdi J.: Néhány újabb törvényszerűség a hordalékmozgásban Hidrológiai Közlöny 1958. 4. sz. 2J/.3 természetesen ugyanazoknál a szemnagyságoknál kell, hogy messék, mint a 3. és 4. ábránál. Az érvényességi határok is ugyanúgy alakulnak, mint a 3. és a 4. ábránál. A 3., 4. és 5. ábra alapján nyilvánvaló, hogy a különböző mozgásállapotok kvantitatív elhatárolására a P, az oc és az e paraméter egyaránt felhasználható. Mégis, a b mederállandósági tényezővel, vagyis a Fr^-al való összefüggése révén, gyakorlati szempontból legalkalmasabbnak a fi paramétert kell tekintenünk. A b mederállandósági tényezőt ugyanis akár egy függélyre, akár az egész keresztszelvényre vonatkozólag határozzuk is meg, számíthatjuk a vízmélységből (a hidraulikus sugárból) és az esésből. A 3. ábra alapján a hordalékos folyómedrek esetében a hordalék mozgására, sőt a mozgás módjára is bizonyos általános törvényszerűségeket szűrhetünk le. Általában = 2,65 fajsúlyú és a gömbölyded alaktól nem nagyon eltérő alakú hordalékanyag esetén 20 C°- vízben : 1. tetszés szerinti szemnagyságú hordalék nyugalomban marad, ha a 2. a kb. 0,05 < d < 0,15 mm-es hordalékszemek akkor is nyugalomban lehetnek, ha 3. a kb. 0,25—0,30 mm-nél nagyobb szemnagyságok esetében hordalékmozgás sima mederfenék mellett nem lehetséges, 4. a kb. 2,0 mm-nél nagyobb szemnagyságoknál hullámbarázdák nem keletkezhetnek, és természetesen hordalékmozgásnál sima mederfenék sem lehetséges, 5. a kb. 5—6 mm-nél nagyobb szemnagyságoknál diinék és hullámbarázdák nem léphetnek fel, és természetesen hordalékmozgás sima mederfenék mellett sem lehetséges, 6. a kb. 15. mm-nél nagyobb szemnagyságoknál átmeneti állapot, dünék és hullámbarázdák nem keletkezhetnek, és így sima meder mellett sem lehetséges hordalék mozgás. Az előzőkben megadott szemnagysághatárok csak becsült értékek, mivel az egyes mozgásállapotokat elválasztó összefüggéseknek a nyugalmi állapotot feltüntető vízszinteshez való csatlakozása pontosan nincs megállapítva. Várható ugyanis, hogy bizonyos eltérés fog mutatkozni a csatlakozásnál, mint azt a 3. ábrán az antidünék határállapotát jellemző N = 0,882 hajlású egyenesnél szaggatott vonallal be is rajzoltuk. Mivel a b — nevezetlen és így értékét a * méretaránnyal nem változtatja, invariáns jellegszámként kezelhető. Kismintavizsgálatokban tehát a meder állapotát, illetőleg a hordalékmozgási viszonyokat tekintve Kp = f!„

" méretszorzó ér/ I téke szigorúan véve az egyseggel kell, hogy egyenlő legyen. A 3. ábra szerint értéke a különböző mozgásállapotoknál meghatározott módon eltérhet az egységtől. Elméletileg pl. ha a hordalékmozgás hullámbarázdák keletkezésével jár együtt, értéke 0,2-től 4,8-ig változhat. Véleményünk szerint azonban ezeknek az elméleti határértékeknek a helyességét még kísérleti úton kellene igazolni [7]. Az új paraméter bevezetésének igen nagy gyakorlati jelentősége van. Segítségével pl. adott mederanyag esetén nyilván meg lehet határozni azt a vízmélységet és esést, amely mellett a b = 15 feltétel teljesedése esetén a vízmozgás a mederfeneket nem fogja megbontani. Nyilván akkor is felhasználható azonban a paraméter, ha megadott hordalékhozammal számolva kell megállapodott csatornát tervezni. Az ismertetett törvényszerűségek összes gyakorlati vonatkozásaival azonban véleményünk szerint külön tanulmány keretében kellene foglalkoznunk. Végül megemlítjük, hogy a paraméterek alkalmazását az eddigi hordalékmérési adatok alapján célszerű lenne ellenőrizni. Ez a munka jelenleg folyamatban van és remélhetőleg a közeljövőben módunk lesz további eredményekről is beszámolni. A tanulmány a Vízgazdálkodási Kutató Intézet Vízépítési Laboratóriumában készült. Az adatok feldolgozásában, az ábrák megszerkesztésében, a különböző számítások elvégzésében és a tanulmány összeállításában a szerzőnek Haszpra Ottó, dr. Kovács Zoltánné és Glasser Olga voltak a munkatársai. IRODALOM [1] Du Boys, P. : Le Rhone et les rivieres á lit affouillable. — Annales des Ponts et Chaussées (1879). [2] Meyer-Peter E.—Favre H.—Einstein H. A. : Neuere Versuehsresultate über den Geschiebebetrieb, SBZ, Zürich, 1934. [3] Schoklitsch A. : Der Geschiebebetrieb und die Geschiebefracht. — Wasserkraft und Wasserwirtschaft 4 szám, 1934. [4] Einstein H. A. : The Bed-Load Function for Sediment Transportation in Open Cliannel Flows. — U. S. Department of Agriculture, Technical Bulletin, No. 1026, September 1950. [5] Károlyi Z. : Kísérletek a hordalékfogóval. — Vízügyi Közlemények 1—4. szám, 1947. [6] Chien Ning : On the Concepts of „Bed-Material Load" and „Wash Load". —- Chinese Journal of Hydraulic Engineering, March 1957, No. 1. 1957, Separate No. 4. [7] Lane E. W. : Stable Channels in Erodible Material. — Transactions ASCE 102 (1937). [8] Liu H. K. : Mechanics of Sediment-Ripple Formation. — Proceedings of ASCE, Hydraulics Division, Vol. 83., No. Hy 2, April 1957. [9] Keulegan G. H.: Laminar Flow at the Interface of Two Liquids. — National Bureau of Standards, Research Paper No. 1591, 1944. [10] Dryen H. L. : Review of Published Data on the Effect of Roughness Element on Boundry Layer Transition. — The Journal of Aeronautical Sciences, Vol. 20, 1953, p. 477. [11] Albertson M. L.—Simons D. B.—Richardson E. V. : Discussion of „Mechanics of SedimentRipple Formation" by Dr. H. K. Liu, Proceedings of ASCE, in press. [12] Shields Á. : Unwendung der Álmlichkeitsmechanik und der Turbulenzforschung auf die Geschiebebewegung, Mitteilungen der Preussisehen Versuchsanstalt für Wasserbau und Schiffbau, Heft 26, Berlin 1936.