Hidrológiai Közlöny 1967 (47. évfolyam)
5. szám - Dr. Hankó Zoltán: A nagymarosi vízlépcsőkismintakísérlete
Dr. Hankó Z.: A nagymarosi kismintakísérlet Hidrológiai Közlöny 1967. 5. sz. 265 szerepet játszanak a mozgás létrehozásában, fenntartásában és a mozgásállapot megváltoztatásában. A tehetetlenségi és a súlyerő együttes hasonlóságát a Froude-féle modelltörvény biztosítja. A kisebbítés mértékének alsó határát (X kicsi) a rendelkezésre álló hely és vízhozam szabja meg. A 0,01% valószínűségű árvíz hozama 13 280 m 3/s. A Laboratóriumban rendelkezésre álló vízhozam szélső esetben mintegy 800 l/s. Ezt figyelembe véve X o* 50 érték adódott. A Laboratórium kísérleti csarnokában rendelkezésre álló hely ismeretében legfeljebb X e* 100 kisebbítés esetén lehetne a 8250 m hosszú íves folyószakasz modelljét elhelyezni, de csak abban az esetben, ha több vizsgálat egyidejűleg nem folyna. Ez természetesen nem lehetséges. Egyébként 1:100 kisebbítés esetén kis vízhozamoknál már elérjük a modellezhetőség határát is. A természetben ugyanis a vízmozgás turbulens, tehát turbulensnek keh lenni a kismintában is. A kb. 600 m 3/s kisvízhozamnál a sebesség ^0,35 m/s, a hidraulikus sugár (vízmélység) kb. 2,5—3,0 m, tehát a Reynolds-szám Rev 730 000—880 000. A mozgás tehát a turbulens tiszta négyzetes tartományba esik. Ennek megfelelő Reynolds-szám a modellben, 1:100 kicsinyítés esetén Re m=—5T-= 730 — 880. X 3U Ez a Reynoldss7Ám már a lamináris és a turbulens mozgás közötti instabil állapothoz tartozik, tehát nem elégíti ki a feltételt, hogy a turbulens mozgásnak a kismintában is turbulens mozgás feleljen meg. Ha azt akarjuk, hogy a kismintában a vízmozgás legalább a turbulens átmeneti tartományba essen, a_fíe m>1000 feltételt kell kielégíteni. A biztonságos Re mmi n= 1200 felvételével a kisebbítés mértékéül X=72—81 értéket kaptuk eredményül. Fentiek figyelembevételével 1=75 értéket választottuk a kisebbítés mértékéül. Ennek ismeretében az egyéb átszámítási tényezők is meghatározhatók. A sebesség és idő átszámítási ténvezője: ;. 1/ 2 = 8,65. A gyorsulás és esés átszámítási ténvezője: A° = 1,0. A vízhozam átszámítási tényezője: = 48700. Ennek megfelelően a modellbeli középsebesség 4,0 és 24,3 cm/s között változik, a modell vízhozama pedig 12 és 273 l/s között ingadozik (a Froude modelltörvény szerint átszámítva). Az 1:75 méretarány esetén a kisminta a Laboratórium kísérleti csarnokában semmiképpen sem fért el, így már csak a szabadtéri elhelyezés jöhetett számításba. 12. A vizsgálat és ellenőrzés módszerei, a kisminta elhelyezése és a segédberendezések A vizsgálat és ellenőrzés az alábbiakra terjed ki: áramlási viszonyok, a vízfelszín és a sebességviszonyok alakulása, valamint a görgetett hordalék mozgása. Az áramlási viszonyok vizsgálatára két közismert módszer használható: a hipermangán oldat és a konfetti. A viszonyok feltárása történhet a megfelelő helyen bevezetett hipermangán oldat áramlásának megfigyelésével, míg az áramlási viszonyok rögzítésének bevált ós szokásos módja a konfettivel beszórt vízfelszínről néhány másodperces expozíciós idővel készített fényképfelvétel. A megépítendő folyószakasz és a méretarány már egyértelműen eldöntötték, hogy csak szabadtéren lehet a modellt megépíteni. A 8250 m hosszú szakasz modellje 110 m, hozzászámítva a felvízen a vízhozammérőbukó, a csillapító medence, alvízen a szabályozó berendezés és az elvezetés szükséges hosszát, a tengelyben mért hossz kereken 130 m-re adódott. A kisminta legnagyobb szélessége 16 m. Szabadtéri modell fényképezésénél az egyik megoldás, melyet már az ÉKME II. Vízépítéstani tanszék is alkalmazott a Nagymarosi Vízlépcsővel kapcsolatos — korábban már említett — szabadtéri kismintavizsgálatánál, a szabad pályán gördíthető, kellő fesztávolságú és kellő magasságú, kis terhelésre méretezett hídszerkezet. Sajnos ezt a megoldást el kellett vetnünk. Esetünkben ugyanis 16 m szabadnyílású és kb. 12 m pálya magasságú szerkezetre lett volna szükség, mely nagy önsúlya miatt csak gépi erővel mozgatható. Elkészítésére sem állt elegendő idő rendelkezésre. Más megoldást kellett tehát keresnünk. Kézenfekvőnek látszó gondolat, hogy a modellt építsük a 12 m magas kísérleti csarnok mellé, s akkor a fényképezés az épület tetejéről megoldható. Próbafelvételeket készítettünk, melyek segítségével megállapítottuk, hogy a ferdetengelyű felvételek az áramlási kép minőségi értékelésére alkalmasak csupán, miután a fényképezőgép optikai tengelyének a függőlegessel bezárt hajlásszöge a legtöbb esetben eléri a 40°-ot. A modellt a falhoz közelebb helyezni nem lehetett, mert az átjáráshoz és a kisminta kiszolgálásához szükséges sávot a fal mellett szabadon kellett hagyni. A feladatot Hankó Géza, az Intézet meghívott külső szakértője oldotta meg. A Kartográfiai Vállalat Fotogrammetriai Osztályán Szabó Béla ós Forgács István közreműködésével kidolgozta a fényképezés rendjét, kiválasztva az alkalmazandó fényképezőgépet (optikát), megadva illesztőpontok elhelyezését ós számát, úgy, hogy az épület tetejéről készített ferdetengelyű felvételeket a K. V. Fotogrammetriai Osztályán rendelkezésre álló kóptranszformátorokkal transzformálni lehessen. A feladat az egyképes síkfotogrammetria tárgykörébe vág. A vízfelszín ugyanis, amelyen kirajzolódó áramlási képet fényképezzük, fotogrammetriai szempontból vízszintes síknak tekinthető. Az illesztőpontok egy, a vízszinttel közel azonos, síkon fekszenek. A lényegbevágó eltérés azonban az, hogy a fotogrammetria térképészeti alkalmazása esetén síkterületről (Alföld) készített légi fényképek transzformálására kerül sor, ahol a fényképezőgép optikai tengelyének a függőlegessel bezárt
