Hidrológiai Közlöny 1967 (47. évfolyam)
12. szám - Rákóczi László: Újabb irányzatok a hordalékmozgás laboratóriumi kutatásában
530 Hidrológiai Közlöny 1967. 12. sz. Rákóczi L.: A hordalékmozgás laboratóriumi kutatása lás), más esetekben utána még jelentékeny ideig folytatódik (foszforeszkálás). A vizsgálatainknál használt öszszes világító festékek az első csoportba tartoznak, tehát a velük bevont hordalókszemcsók fluoreszcens nyomjelzőknek is nevezhetők. Finom szemcséjű hordalék mozgásának helyszíni vizsgálatánál, ahol a bevonási eljárás nem alkalmazható, mesterséges jelzőanyagot: finomra őrölt, lumineszcens tulajdonságú üvegport használunk. Az üvegpor előnye, hogy fajsúlya közel áll a szervetlen hordalék fajsúlyához [2,6 g/cm 3], továbbá, hogy nemcsak finom homok-, hanem iszapfinomságúra is őrölhető, és így a hordalékmozgás olyan területére terjeszti ki a lumineszcens nyomjelzők alkalmazási körét, amely eddig a szakirodalom tanúsága szerint kizárólag radioaktív nyomjelzőkkel (főleg aktivált szkandiumüveg-őrlemény segítségével) volt kutatható [6]. A lumineszcens üveg nemcsak a felületén, hanem egész anyagában fénykibocsátó tulajdonságú, és ezt a képességét gyakorlatilag sohasem veszti el. Ez a körülmény rendkívül előnyös olyan helyszíni vizsgálatoknál, amelyeknél igen lassú hordalékmozgási folyamatot kell megfigyelnünk, esetleg több évre terjedő időszakban, mivel olyan hosszú felezési idejű radioaktív nyomjelzők, melyek ehhez szükségesek lennének, a környezet tartós sugárveszélyeztetettsége miatt a legtöbb esetben nem alkalmazhatók [8]. Lumineszcens jelzőanyagos laboratóriumi hordalékmozgás vizsgálatok Abból a kétségtelen tényből kiindulva, hogy a különböző, nyomjelzős hordalékmozgás vizsgálattal foglalkozó országokban túlnyomórészt helyszíni méréseknél alkalmazzák a nyomjelzőket, nem szabad arra következtetnünk, hogy a laboratóriumi kutatásban nincs nagy jelentősége a nyomjelzős eljárások bevezetésének. Bár a hordalékmozgás jelensége a laboratóriumi üvegcsatornában, vagy a mozgómedrű kismintákban többnyire közvetlenül, szemmel jól megfigyelhető, nagy segítséget jelenthet a lumineszcens nyomjelzők alkalmazása pl. akkor, amikor egyes szemcsék mozgásának kezdetét, a mozgás sebességét, irányát, egyes fázisait stb. kívánjuk behatóan vizsgálni. Az alábbiakban egy olyan laboratóriumi vizsgálatsorozatról számolunk be nagy vonalakban, amely a görgetett hordalék mozgásának megindulását befolyásoló számos paraméter közül a szemcseösszetétel hatásának felderítésére vonatkozik. A mozgás kezdetéhez tartozó hidraulikai jellemzők, elsősorban az úgynevezett „kritikus sebesség"megállapítása céljából világszerte végeztek és végeznek laboratóriumi kísérleteket, de ezek többnyire egyegy szűk határok közötti szemcsefrakció esetére vonatkoznak. Ezeket a csaknem teljesen egyenletes szemösszetételű frakciókat külön-külön építik be a kísérleti csatornába és amidőn mozgásuk szemmel észlelhetővé válik, mérik a csatornában uralkodó permanens áramlás jellemzőit. Könnyen belátható, hogy az ilvmódon bármilyen nagyfokú pontossággal meghatározott kritikus sebességek a gyakorlati feladatok megoldásához csak korlátozott mértékben és közelítőleg használhatók, mivel természetes vízfolyásokon csaknem minden esetben vegyes szemösszetételű mederanyagokkal találkozunk. A különböző méretű szemcsék keverék formájában történő laboratóriumi vizsgálatára a hagyományos módszerekkel alig van mód, mivel a keverék egyes frakciói mozgás közben nem különböztethetők meg kellő pontossággal. Nem véletlen, hogy vegyés szemösszetételű hordalékok mozgástörvényeire vonatkozó laboratóriumi kísérletekről lényegesen kevesebb közleményt találunk a szakirodalomban. Hazánkban Pantelopulos kísérletei a legismertebbek [9], A lumineszcens jelzőanyagok bevezetése alkalmat ad az említett nehézség áthidalására, mivel az adott keverék tetszőleges szemcsefrakcióit a beépítés előtt szitálással elkülöníthetjük, eltérő színű lumineszcens festékkel megjelölhetjük, majd a jelzetlenek közé visszakeverve a vizsgálatot végrehajthatjuk. Az ilyen körülmények között meghatározott kritikus sebességek tartalmazzák az egyes jelzett szemcsék környezetének, tehát az őket körülvevő, náluk kisebb és nagyobb szemcsék kimozdulásukat segítő vagy hátráltató hatását is. Kísérletsorozatunk első lépéseként az 1. ábrán látható szemcseösszetételi görbékkel jellemzett homok-kavics keverékeket állítottuk elő. Amint látható, mindegyik keverék tartalmaz finom, illetve durva homokot, valamint apró kavicsot, azonban eltérő százalékarányban. Legfontosabb adataik az ábra jobb oldalán levő táblázatban találhatók. A keverékeket szándékosan úgy állítottuk össze, hogy a dg-ve 1 jelölt átlagos és a rl 3( )-nel jelölt közepes (50%-hoz tartozó) szemcseátmérőjük közel azonos, egyenletességi tényezőjük (U) és szórásuk (a) pedig eltérő legyen. Kiválasztottunk három szemcsefrakciót (az ábrán vonalkázással jelölve) úgy, hogy az egyik a finom homok, a másik a durva homok, a harmadik az apró kavics tartományba essék, és sorrendben sárga, kék és piros lumineszcens bevonattal láttuk el őket. Mérethatáraik: 0,4—0,6; 1,36— 1,66; 2,09—2,50 mm. A középső (kék) frakció tartalmazta a d g, ill. a d 5 0 szemátmérőket is. A három jelzett frakciót a kívánt százalékarányban a keverékbe adagoltuk, majd egymás után 1. ábra. A lumineszcens jelzőanyagos hordalékmozgás vizsgálatok első sorozatánál használt homokos kavicsanyagok szemcseösszetételi görbéi Fig. 1. Grain-size distribution curves of sandy grarels used in the first series of sediment transportation studies with luminesceni tracers HOMOKOK KAVICSOK Finom homok \0urva homok\ Murva l/ja
