Hidrológiai Közlöny 1967 (47. évfolyam)
5. szám - Dr. Hankó Zoltán: A nagymarosi vízlépcsőkismintakísérlete
274 Hidrológiai Közlöny 1967. 5. sz. Dr. Hankb Z.: A nagymarosi kismintakísérlet Bogárdi, <7.: A görgetett hordalék jellemzőinek folyóhossz szerinti változása. Beszámoló a VITUKI 1954. évi munkájáról, 1955. Kalmár, Gy.: A hordalékmozgás kísérleti tanulmányozása. ÉKME II. Vízépítéstani tanszék. Kézirat 1952. Hankó, G.: Dunai áramvonalképek fotogrammetriai kiértékelése. Földméréstani Közlemények 1954/4. Agroszkin, I. I., Dmitrijev, G. T.: Pikalov, F. I.: Hidraulika. (Ford.: Karádi, G.) Tankönyvkiadó 1952. Bogárdi, J.: A hordalékmozgás elmélete. Akadémiai kiadó, 1955. Károlyi, Z.: A jövőben mértékadó dunai árvízszint megállapítása. Vízügyi Közlemények 1955/2. Mosonyi, E.: Vízerőhasznosítás I.—II. Tankönyvkiadó 1952. Die Modellvcrsuche der Slaustufe Nagymaros I. Vorstudien, Bau des Modells und Besümmung seiner Abflussmengenkurve, die proportionale Ausmessung (Eichung) Dr. Hankó, Z. Im Auftrag des Entwurfbüros für Wasseruiesen (VIZITERV) habén wir im Laboratórium für Wasserbau der Forschungsanstalt für Wasserwirtsehaft (VITUKI) im Zusammenhang mit der Staustufe Nagymaros Untersuchungen durchgeführt, die sich auftragsgemáSs auf zwei Hauptteile gliederten: 1. Untersuchung der Baugrubenumschliessung, 2. Untersuchung der Bauwerke der Staustufe. In vorliegender Abhandlung besprechen wir nur die im Titel schon angeführten Fragen, weil wir uns mit der Baugrubenumschliessung und der Untersuchung der Objekte in spáteren Abhandlungen befassen werden. Die Vorstudien und der Modellbau können wegen der grossen Dimensionen und der Freiluftanordnung Interesse erregen. Es werden die zur Bestimmung der Abflussmengenkurve des Modells durchgeführten Untersuchungen und die proportionale Ausmessung (Eichung) wegen ihrer neuartigen Methode besprochen. Im Rahmen der Vorstudien mussten zahlreiehe theoretische und praktisehe Fragen gelöst werden. Von diesen habén wir nur die wiehtigsten herausgehoben, wie z. B. die Bestimmung der Lángé der aufzubauenden Flusstrecke (Abb. 1) und des Verkleinerungsmassstabs. Die Untersuchung und Prüfung erstreckten sich sowohl auf die Gestaltung der Strömungsverhaltnisse, des Wasserspiegels, der Geschwindigkeitsverhaltnisse als auch auf die Erfassung der Geschiebebewegung, um zu kontrollieren, ob sekundáre Strömungen in hinreichendem Masse zustande kommen. Bei der Untersuchung der Strömungsverhaltnisse verursachte der Umstand ernste Schwierigkeiten, dass infolge der grossen Dimensionen des Freiluft-ModellS (in der Achse gemessene Lángé 130 m, die grösste Breite 16 m) das Photographieren des mit Konfetti bestreuten Wasserspiegels mit vertikaler optischen Achse nicht gelöst werden konnte. Dieser Umstand zwang uns, unser Modell neben der 12 m hohen Versuchshalle aufzubauen und vom Dach des Gebáudes mit schrágachsiger Kamera zu photografieren. Die schrágachsigen Aufnahmen habén wir mit Bildtransformatoren zu Photo—Karten im Massstab von 1 : 5000 transformiert (Abb. 2). Zur Untersuchung der Gestaltung des Wasserspiegels war es notwenig, mehrere Punkte der Wasseroberfláche zu beobachten. Die Beobachtung mit der üblichen Messnadel hat sich einesteils als unlösbar, andererseits als schwerfállig erwiesen, deshalb wurde anstatt dieser die Druckmessung angewendet. Die Geschwindigkeitsmessung habén wir mit PitotRohren durchgeführt. Zur Kontrollierung der Geschiebebewegung habén wir Kohlengries von 0,5 m Durchmesser angewendet. Von den Hilfseinrichtungen erwáhnen wir noch das für die Wasserversorgung des Modells erriehtete Kreislaufsystem und das am oberen Ende des Modells erriehtete Messwehr (Bild. 3). Die Bauarbeit wurde mit dem Grundbau begonnen. Der Oberfláchenboden schlechter Qualitát wurde herausgehoben und bis zu einer Tiefe von 60 cm der Boden ausgetauscht (Bild 1). Auf der durch Walzen verdichteten eingeschlámmten, vibrierten Aufschüttung wurde ein 8 cm dicker Beton und 3 cm dicker Asphaltbelag angefertigt. Gleichzeitig begann auch die Absteckungsarbeit, der Bau der Modellkiste und das Einstellen der Querprofile. Aus den Bildern 2—4 sind die einzelnen Bauphasen ersichtlieh. Wie bekannt, ist es Aufgabe der proportionalen Ausmessung (Eichung) zu kontrollieren, ob wohl der geometrisch verkleinerte Modellwasserlauf aus hydraulisehem Gesichtspunkt ein treues Ebenbild des natürliches Flusses ist. Im Rahmen der proportionalen Ausmessung war die Aufarbeitung der in der Natúr durchgeführten Messungen der erste Schritt. Bei der Aufarbeitung der Angaben wurde die Chézysche Geschwindigkeitsformel angewandt mit der Annahme, dass die Energielinie parallel zur Wasseroberfláche verláuft. So gelang es, die áusserst empfindlichen Pegelverbindungslinien zwischen den nahe zueinander liegenden Profilen der natürlichen Wasserlaufe auszuarbeiten unter Verwendipg der Beziehung A = aQ> wo A — Wasserspiegelunterschied zwischen dem unter suchten Profil und dem Profil des Pegels in Nagymaros (cm), Q —- die mit dem Wasserspiegelunterschied gleichzeitig gemessene Abflussmenge (m 3/s), a — Proportionalitatsfaktor, eine Quantitát dem Bachmetewschen Abflussmengenmodul ahnliehen Charakters (em s 2/tn 6). Der aus dem zusammengehörenden A—Q Werten berechnete a-Wert, kann in Funktion des YVasserstands íiber dem Nullpunkt des Wasserförderung im doppellogarithmischen Koordinatensystem dargestellt werden. Dies ermöglichte die einfache Ausgleichung der Messwerte (Abb. 3, 4). Unter Berücksichtigung dieser, kann im Modell eines natürlichen YVasserlaufs auf áhnliehe Weise jene Abflussmengenkurve Q=f(H) bestimmt werden, mit dem die naturgetreue Gestaltung der Wasseroberfláche berechnet werden kann. Da im Verluaf der Untersuchungen die Kenntnis der Wasseroberfláehenform áusserst wesentlich war, mussten wir die Abflussmengenkurve des Modells so bestimmen, dass die A=f(H) Kurven des Modells mit denen der Natúr übereinstimmend seien. Die Punkte der Funktion a—f(H) habén wir auf das Modell bezogen mit Hilfe der Beziehung a^A/Q 1 berechnet. Die bereehneten Daten hab^n wir in einem doppellogarithmischen Koordinatensystem dargestellt und ausgeglichen (Abb. 5). In Kenntnis dieser kann die notwendige Abflussmengenkurve des Modells als Quotient der auf die Natúr bezogenen Kurve A=f(H) und die des Modells a=f(H) dargestellt werden, d. h. Q(H) Modell = \[~M) Natur f a(H) Modell naehdem A = a- Q- und alle drei GrösSen Funktion des Wasserstands — H — sind (Abb. 6). Zum Vergleich der Obcrflachen—Strömungsbilder, stand uns eine in der Natur durchgeführte Strömungsaufnahme zur Verfügung (Abb. 7 und Bild 5). Für die Kontrolié der Ahnlichkeit der Strömungsverhaltnisse diente auch die Ahnliehkeitsuntersuchung der Geschwindigkeitsverteilung. Bei allén solchen WaSserstánden und Querschnitten, wo in der Natur eine Geschwindigkeitsmessung vorgenommen wurde, habén wir die Gesehwindigkeitsverteilung auch am Modell gemessen (Abb. 8). Bei der Untersuchung der Geschiebebewegung habén wir keine Gesehiebemengen-Messungen vorgenommen, sondern nur untersucht, ob die Geschiebeverteilungen innerhalb des Querschnitts denen áhnlich sind, die die Beobachtungen in der Natur zeigen. Naehdem wir im Verlauf dieser letzteren Kontrolié entsprechende Übereinstimmung fanden, habén wir die aufgrund der Übereinstimmung der Kurven A=f(H) des Modell und der Natur festgestellte Abflussmengenkurve Qm=f(H) als proportionale Abflussmengenkurve des Modells angenommen.
