Hidrológiai Közlöny 1968 (48. évfolyam)
5. szám - Dr. Kozák Miklós: Csatornahálózatok hidraulikai méretezése nempermanens áramlás esetén, digitális számológépen
HIDROLÓGIA 1 KÖZL Ő NY 48. ÉVOLYAM 5. SZÁM 197—240. oldal Budapest, 1968. május i HIDRAULIKA Csatornahálózatok hidraulikai méretezése nempermanens áramlás esetén, digitális számológépen Dr. KOZÁK MIKIÓ S* Csatornahálózatok biztonságos, korszerű es gazdaságos hidraulikai méretezése igen jelentős tervezői tevékenység. E feladat szabatos megoldása nehéz, mert: a mederben levő vízmozgás általános esetben tipikusan nempermanens; az egyes szakaszok hidraulikai jellemzői szelvényről szelvényre változhatnak; a csatornából ki- és beszivárgó vízmozgás jellege ugyancsak nempermanens. Az öntöző csatornákra általában jellemző a jelentős oldalmenti szivárgás és a koncentrált oldalmenti vízkivétel. Belvízcsatornákra a szivárgásból és felszíni lefolyásból származó oldalmenti megoszló és koncentrált hozzáfolyás a jellemző. Mindkét esetben a legbonyolultabb nempermanens áramlással állunk szemben. Dombvidéki vízgyűjtőterületek felszíni vizeinek összegvülekezését biztosító csatornahálózatok méretezése is ide tartozik. Ez utóbbi méretezését a gyakorlatban a permanens áramlás törvényszerűségével oldják meg. A vízgyűjtőterület heterogén tulajdonságait (esés, lefolyási tényező, növényzet, talaj stb.) csak igen közelítő módon veszik figyelembe. így a bonyolult nempermanens áramlási folyamatot, amely a terepen és a csatornában az idő függvényében lejátszódik, az eddigi számítási eljárások nem tudják produkálni, vagyis nem tudják megadni, hogy az adott csatorna tetszőleges keresztszelvényében, tetszőleges időpillanatban mekkora a vízhozam ék a vízszint értéke. Pedig a folyamat jellemzéséhez e két változó ismerete a legfontosabb. * Budapesti Műszaki Egyetem, Budapest. E tanulmány célkitűzése: olyan számítási eljárás megadása, amely figyelembe veszi a vizsgált csatornában kialakuló bonyolult nempermanens vízmozgás legfontosabb hidraulikai törvényszerűségeit, az egyenletrendszerre olyan matematikai programot írni, melynek segítségével, digitális számológépen az adott csatornahálózatot hidraulikailag méretezni tudjuk. A tanulmánynak nem célja a terepen mozgó, csapadókból származó vizek lefolyási viszonyainak és a szivárgó vizek problémáinak tanulmányozása. E kérdést most csak olyan mélységig érintjük, amennyi a csatornában lejátszódó bonyolult hidraulikai folyamat figyelembevételéhez szükséges. 1. A csatornahálózatokban kialakuló hidraulikai jelenség és általános differenciál egyenletei Akár öntöző csatornahálózatot, akár a vizek összegvülekezését biztosító gyűjtőcsatornahálózatot vizsgálunk, mindkét esetre jellemző, hogy az oldalmenti vízhozam a) koncentrált vagy b) megoszló terhelésként jelentkezik. A terhelés, persze lehet pozitív (hozzáfolyás) vagy negatív (vízkivétel, szivárgás). A probléma általános hidraulikai elemzéséhez vizsgáljuk egy csatorna tetszőleges Ax hosszúságú elemét (1. ábra). Jelölések: t [sec] az idő, x [m] a szelvény koordinátája, Q [m 3/s) a szelvény vízhozama; Q = Q{x, t), F [m-] a nedvesített szelvény területe; F — = F(x, t), B [m] a nedvesített szelvény vízszintszélessóge; B=B(x,t) v [m/s] a középsebesség; v= r(x, t),
